1. Objetivos de la Misión

La misión Mars Pathfinder fue concebida principalmente como una demostración tecnológica bajo la filosofía "Faster, Better, Cheaper" (Más rápido, mejor, más barato). Sus objetivos se dividieron en dos categorías:

Ingeniería y Tecnología:

• Validar un nuevo sistema de entrada, descenso y aterrizaje (EDL) pasivo utilizando paracaídas y un sistema de amortiguación mediante airbags.
• Demostrar la viabilidad de un vehículo explorador móvil (rover) semiautónomo en la superficie marciana.
• Establecer enlaces de comunicación directa Tierra-Lander y UHF Rover-Lander.

Científicos:

• Caracterizar la geomorfología y geología del sitio de aterrizaje Ares Vallis, una antigua llanura de inundación.
• Analizar la composición elemental de rocas y suelo marciano in situ.
• Estudiar las propiedades magnéticas y mecánicas del polvo superficial.
• Monitorear la meteorología atmosférica y la estructura térmica de la baja atmósfera.

2. Especificaciones de la Sonda (Rover Sojourner)

El Sojourner fue un vehículo de seis ruedas pionero en la robótica planetaria.

• Masa: 10.6 kg (11.5 kg con equipos auxiliares de despliegue).
• Dimensiones: 65 cm de largo, 48 cm de ancho, 30 cm de alto.
• Sistema de Movilidad: Suspensión "Rocker-Bogie" de 6 ruedas (13 cm de diámetro cada una), permitiendo superar obstáculos de hasta 20 cm y pendientes de 45 grados. Cada rueda tenía tracción independiente.
• Velocidad: Máxima de 1 cm/s, con un promedio operativo de 0.4 cm/s.
• Energía: Panel solar superior de arseniuro de galio/germanio (0.22 m²) generando ~16W pico. Baterías primarias (no recargables) de cloruro de tionilo-litio (LiSOCl2) para operaciones nocturnas y picos de demanda.
• Computación: Procesador Intel 80C85 de 8 bits a 2 MHz (aprox. 0.1 MIPS), con 512 KB de RAM y 176 KB de memoria flash.
• Control Térmico: Calentadores de radioisótopos (RHU) y aislamiento de aerogel para proteger la electrónica del frío marciano (-110°C).

3. Instrumentación Científica

El rover y el aterrizador (renombrado Carl Sagan Memorial Station) portaban instrumentos complementarios:

En el Rover Sojourner:

• Espectrómetro de Rayos X de Protones Alfa (APXS): Montado en un mecanismo de despliegue trasero, permitía determinar la composición elemental de las rocas y el suelo (detectando elementos como carbono, oxígeno, magnesio, silicio, hierro, etc.).
• Cámaras: Dos cámaras monocromáticas frontales para estereoscopía y navegación, y una cámara a color trasera (CCD Kodak KAI-0371).
• Experimentos Tecnológicos: Sensores de abrasión de ruedas, adherencia de polvo material (usando una celda solar de cuarzo cristalino) y acelerómetros.

En el Lander (Referencia):

• Cámara IMP (Imager for Mars Pathfinder): Cámara estéreo multiespectral para panoramas y estudio de opacidad atmosférica.
• Paquete Meteorológico ASI/MET: Sensores de presión, temperatura y viento a diferentes alturas en un mástil.

4. Vehículo de Lanzamiento

La misión utilizó un cohete Delta II 7925 de McDonnell Douglas.

• Primera Etapa: Motor RS-27A con oxidante LOX y combustible RP-1, asistido por 9 propulsores de combustible sólido GEM-40.
• Segunda Etapa: Motor AJ10-118K (Aerozine-50/N2O4), responsable de la inserción en órbita terrestre y parte de la inyección transmarciana.
• Tercera Etapa (PAM-D): Motor de combustible sólido Star-48B, utilizado para el impulso final de escape hacia Marte.

5. Análisis del Desarrollo y Resultados

1. Aterrizaje (EDL): El 4 de julio de 1997, la sonda entró directamente en la atmósfera. El sistema de airbags funcionó perfectamente; la nave rebotó al menos 15 veces, alcanzando hasta 15 metros de altura, antes de detenerse.
2. Despliegue: Los pétalos del lander se abrieron, rectificando la posición de la nave. Sojourner descendió por una rampa desplegable en el Sol 2.
3. Operaciones en Superficie: Diseñado para 7 soles, el rover operó durante 83 soles. Recorrió aproximadamente 100 metros en total alrededor del aterrizador, explorando rocas bautizadas como "Barnacle Bill", "Yogi" y "Scooby Doo".
4. Descubrimientos Clave:
   • El análisis APXS de la roca "Barnacle Bill" reveló un alto contenido de sílice, sugiriendo que era andesita. Esto indicó que Marte tuvo una historia volcánica más compleja y diferenciada de lo esperado (corteza recalentada y refundida).
   • Se identificaron conglomerados y guijarros redondeados, confirmando que Ares Vallis fue esculpido por inundaciones catastróficas de agua líquida en el pasado.
   • Los datos térmicos sugirieron grandes fluctuaciones de temperatura (de -8°C a -70°C en un solo día).
5. Fin de la Misión: El contacto final se realizó el 27 de septiembre de 1997. Se sospecha que la batería del aterrizador se agotó, impidiendo mantener la temperatura de la electrónica, lo que llevó al fallo del sistema de comunicaciones. El rover probablemente siguió funcionando un tiempo en modo de contingencia, orbitando el lander en espera de comandos que nunca llegaron.

6. Conclusión Técnica

Mars Pathfinder fue un éxito rotundo que revolucionó la exploración planetaria. Demostró que es posible realizar ciencia de alto nivel con presupuestos acotados (aprox. 265 millones de dólares de la época). El rover Sojourner, aunque pequeño, validó la tecnología de movilidad "Rocker-Bogie" que sería la base para los futuros rovers MER (Spirit/Opportunity) y MSL (Curiosity). Científicamente, cimentó la hipótesis de un Marte antiguo húmedo y cálido.