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El jueves pasado, el vehículo más nuevo de la NASA, Perseverance, aterrizó con éxito en el cráter Jezero en Marte, trayendo consigo un conjunto completo de nuevas tecnologías. Si bien el aterrizaje exitoso fue una hazaña en sí mismo, el verdadero trabajo de Perseverance aún no ha comenzado.

El rover Perseverance funciona con energía eléctrica con una fuente de alimentación a bordo. Imagen utilizada cortesía de NASA

Ahora solo en el Planeta Rojo, el rover requerirá energía eléctrica para moverse, comunicarse y utilizar todos sus nuevos equipos. ¿Cómo se mantiene funcionando algo que requiere energía indefinida cuando está a 130 millones de millas de distancia sin esperanza de intervención humana?
En este artículo, exploraremos los problemas con la energía solar en Marte, la ingeniería eléctrica que se utilizó para impulsar el rover Perseverance y cómo los ingenieros de la NASA planean mantenerlo vivo en el planeta vecino de la Tierra.

La muerte de la oportunidad: el caso contra la energía solar

El enfoque aparentemente obvio de este problema sería colocar un montón de paneles solares en el rover y terminarlo. Esta idea tiene sus méritos, e incluso la NASA está de acuerdo, ya que utilizó la energía solar para alimentar el rover Opportunity. Sin embargo, la prematura muerte de Opportunity ocurrió debido a tormentas de polvo que crearon problemas con la energía solar.

El aire antes y después de una tormenta de polvo en Marte. Imagen utilizada cortesía de NASA

En 2018, Marte experimentó una de las tormentas de polvo más severas jamás registradas. La tormenta duró meses y creció tanto que eventualmente abarcó todo el planeta, lo que significa que prácticamente ningún punto de la superficie del planeta tuvo acceso a la luz solar.
Naturalmente, Opportunity perdió su energía porque sus células solares no podían generar electricidad. Sin energía, el rover no podría encender sus calentadores, haciéndolo susceptible a las duras condiciones de Marte. Eventualmente, Opportunity ya no pudo soportar la tormenta, perdiendo el contacto con la NASA para siempre.

Generación termoeléctrica de radioisótopos de misiones múltiples

Si bien esta tormenta fue ciertamente una anomalía, estas misiones tienen demasiado dinero invertido en ellas y demasiado en juego para dejarlas al azar.
Siguiendo un concepto similar al rover Curiosity, Perseverance rechaza la energía solar en favor de una técnica llamada generación termoeléctrica de radioisótopos de múltiples misiones (MMRTG). Como su nombre lo indica, el sistema de generación de energía consta de generadores termoeléctricos colocados cerca de una pieza de plutonio-238 en descomposición radiactiva.
El plutonio sufre una desintegración radiactiva, que libera una cantidad sustancial de calor como subproducto. Los generadores termoeléctricos luego utilizan el efecto Seebeck para convertir este calor en electricidad para impulsar la perseverancia. El sistema también tiene dos baterías de iones de litio para proporcionar la potencia máxima al rover según sea necesario.

Modelo de un MMRTG. Imagen utilizada cortesía de NASA

En el lanzamiento, el sistema MMRTG para Perseverance produjo aproximadamente 110 W de energía eléctrica, aunque este número disminuirá con el tiempo (debido a la vida media del plutonio). El sistema tiene una vida útil esperada de 14 años terrestres, lo que ha requerido alrededor de 10,6 libras de plutonio y $ 75 millones.

Manteniendo las luces encendidas

Tener una forma de producción de energía autosostenible tiene más beneficios adicionales que la mera protección contra los eventos climáticos. Dado que el MMRTG permite que el sistema de energía del rover sea autónomo, Perseverance puede explorar terrenos previamente restringidos sin temor a perder energía (por ejemplo, mientras explora una cueva o un valle sombrío).
Si bien es una solución costosa y no una que probablemente encuentre mucho valor aquí en la tierra, los MMRTG pueden ser una solución de energía efectiva en Marte. Afortunadamente, parece que Perseverance está bien preparada para el largo viaje que tiene por delante.

Imagen destacada utilizada por cortesía de la NASA