Así son las conexiones entre el Perseverance en Marte y la Tierra

El Perseverance es el quinto robot que la NASA ha enviado a Marte tras Sojourner, Spirit, Opportunity y Curiosity. El Curiosity, que aterrizó en agosto de 2012, y el Perseverance, que lo hizo durante el presente mes de febrero de 2021, son los únicos que se encuentran activos en la actualidad. Todos los rovers de la NASA han enviado fotos a la Tierra, y sus comunicaciones son realmente complejas. Así que, ¿cómo consiguen estos robots enviar imágenes de Marte a la Tierra?

Todos los rovers anteriores han enviado información importantísima a la Tierra, incluyendo espectaculares fotografías. El Perseverance, al ser el más moderno, cuenta con el sistema de fotografía más avanzado de todos los rovers, con 19 cámaras. Entre ellas encontramos las Navcams, que el robot usa para conducir y posicionar las herramientas, y que tienen una resolución de 20 megapíxeles (5120 x 3840 píxeles), ocupando hasta más de una decena de MB. Para enviar toda la información y las imágenes, el Perseverance cuenta con tres antenas.

Tres antenas con distintas velocidades y propiedades

La primera de ellas es una antena UHF que opera en torno a los 400 MHz. Esta antena envía la señal a uno de los cinco orbitadores que giran alrededor de Marte. Entre el orbitador y el rover apenas hay retraso porque están muy cerca entre sí. Sin embargo, entre la Tierra y Marte sí es donde hay más retraso. Dependiendo de la posición de los planetas, el envío de señales de radiofrecuencia entre Marte y la Tierra tarda entre 5 y 20 minutos. La velocidad de envío es de en torno a 2 Mbps entre el rover y el orbitador.

La segunda es una antena de alta ganancia que opera en la banda X. Esta antena está motorizada, y puede enviar información directamente a la Tierra sin tener que mover el cuerpo del robot. La banda X que usa opera entre los 7 y 8 GHz, y a través de ella se envía la información directamente a la Red del Espacio Profundo. Esta red está formada por varios grupos de antenas ubicadas en Madrid, California y Canberra, de manera que siempre haya una antena accesible en todo momento al estar a 120 grados de separación entre cada una. La velocidad de envío es de entre 0,16 y 0,5 Kbps a antenas de 34 metros de diámetro, y de entre 0,8 y 3 Kbps a antenas de 70 metros de diámetro.

Por último, tenemos una tercera antena que también opera en la banda X, pero con una ganancia menor. Esta antena opera en todas direcciones sin importar hacia donde esté orientada, siendo una antena ideal para largas distancias. Gracias a ello, es más fiable, pero su velocidad es muchísimo más lenta. Esta velocidad es de 0,01 Kbps a antenas de 34 metros de diámetro, y de 0,03 Kbps a las de 70 metros.

Elon Musk quiere cubrir también Marte de satélites

Como vemos, la principal vía para enviar los archivos a la Tierra es utilizar los orbitadores, y éstos a su vez enviar la información a la Tierra. Actualmente, la llamada Mars Relay Network está formada por cinco orbitadores: tres de la NASA (Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey y MAVEN) y dos de la ESA (ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) y Mars Express). Estos orbitadores no son geoestacionarios, lo que implica que el tiempo en el que el rover puede comunicarse con ellos es bastante limitado, y de ahí que el envío de fotos y vídeos no sea muy rápido. A su vez, tampoco pueden estar siempre enviando información a la Tierra.

En el futuro es de esperar que las velocidades de transferencia aumenten, ya que Elon Musk quiere crear con SpaceX una red de satélites similar a Starlink, pero en Marte. Gracias a ello, las comunicaciones tendrán un mayor caudal y se podrán hacer las 24 horas del día (terrestre), aunque el retraso seguirá siendo de más de 5 minutos por la distancia que separa a ambos planetas.