Hace 13 años, en agosto, el equipo de MechaNoticias seguía desde la sala de prensa del Jet Propulsion Laboratory (JPL) en Pasadena, California, la tensa espera para saber si el rover Curiosity sobreviviría a su descenso y aterrizaje asistido por grúa espacial en la superficie de Marte. Lo logró, y fue un hito histórico.
Desde entonces, Curiosity (también conocido como Mars Science Laboratory) ha recorrido casi 37 kilómetros, ha perforado y tomado muestras de 42 rocas distintas y, hasta la fecha de publicación, ha capturado cerca de 763,000 fotografías. El hecho de que este robot siga trabajando y realizando ciencia real a sus 13 años es absolutamente increíble; no solo porque Marte es un entorno hostil para cualquier sistema robótico, sino porque el único tipo de mantenimiento que los ingenieros de JPL pueden realizar es enviar actualizaciones de software extremadamente cuidadosas.
No obstante, el talentoso equipo del JPL ha logrado mantener a Curiosity seguro, térmicamente estable, móvil y operativo, a pesar del desgaste visible en sus ruedas y la disminución diaria de su capacidad energética. Una de estas profesionales es Alexandra Holloway, jefa adjunta del equipo de operaciones de ingeniería de Curiosity, quien conversó con IEEE Spectrum sobre cómo mantener al rover en movimiento, qué le depara el futuro y cómo JPL ha utilizado esta valiosa experiencia para hacer que rovers como Perseverance sean aún más capaces.
¿Qué tan sorprendente es que Curiosity siga rindiendo tras 13 años?
Alexandra Holloway, jefa adjunta del equipo de operaciones de ingeniería del rover Curiosity en el Jet Propulsion Laboratory, reflexiona sobre este logro.
Alexandra Holloway: ¡Estoy sorprendida! La longevidad proviene de un trabajo continuo y dedicado. No es solo que Curiosity fuera construido de forma robusta; es también porque invertimos esfuerzo constantemente para asegurar que pueda extender su vida útil. Pienso en todos los diferentes sistemas embebidos que existen, desde automóviles hasta refrigeradores, y ninguno posee el nivel de longevidad que hemos logrado con el rover. Es algo alucinante e inspirador.
¿Es el rover Perseverance, nueve años menor, significativamente distinto?
Holloway: En términos de hardware, los rovers son, en realidad, muy similares. Ambos utilizan un procesador RAD 750 y cuentan con la misma cantidad de memoria. Sin embargo, Perseverance posee un procesador adicional diseñado específicamente para odometría visual, lo cual le permite desplazarse de forma autónoma.
Esta diferencia refleja el diseño de sus misiones principales: Perseverance fue diseñado para cubrir largas distancias, mientras que Curiosity es una misión enfocada en el muestreo constante a medida que avanza. Por ello, las capacidades de programación a bordo de Perseverance están optimizadas para la conducción. De hecho, el año pasado, Perseverance superó la distancia total recorrida por Curiosity tras solo tres años en Marte.
¿Qué soluciones de software permiten al Curiosity seguir operativo?
¿Tiene algunos ejemplos de ajustes significativos que el equipo haya realizado para mantener a Curiosity en movimiento?
Holloway: Uno de mis ejemplos favoritos proviene de una anomalía en el procesador que ocurrió en el Sol 2172 [Nota del editor: "Sol" es el término para un día marciano, que dura aproximadamente 24 horas y 40 minutos]. Curiosity posee dos computadoras, A y B. Aterrizamos con la A, pero cambiamos a la B debido a una anomalía en la memoria NAND al principio de la misión (Sol 200). Durante años operamos con la B, hasta que un día surgió un problema: la B arrancó, pero no pudo montar su partición de disco. Nunca habíamos visto esto antes. Para preservar los datos de la B, volvimos a la A, en la cual no habíamos confiado por más de dos mil soles. La A también presentaba una memoria degradada, con solo 2 gigabytes de almacenamiento utilizable en lugar de los 4 originales. Transferimos minuciosamente los datos de la B a la A y luego a la Tierra; eventualmente nos quedamos sin información que transferir, lo cual fue positivo, porque la A comenzó a comportarse de forma errática, similar a lo ocurrido en el Sol 200, como si su memoria se estuviera desoldando. Eso es grave.
Cambiamos rápidamente de vuelta a la B, la formateamos y logramos que funcionara nuevamente. El problema entonces fue que no podíamos confiar en la memoria de la A, pero necesitábamos una segunda computadora como "bote salvavidas" para diagnósticos y transferencias en caso de que la B fallara otra vez. Nos dimos cuenta de que teníamos otro espacio de memoria: donde guardamos nuestro software de vuelo. Tenemos cuatro copias del software de vuelo (dos versiones actuales y dos versiones antiguas) en diferentes bancos de memoria muy pequeña, de solo 32 megabytes cada uno. ¿Qué pasaría si descartamos las copias del software antiguo y utilizamos esa memoria NOR de 64 megabytes como sistema de archivos para la computadora A?
Eso fue exactamente lo que hicimos. ¡Fue muy elegante! La computadora A está operando con menos del 1 por ciento de su memoria original, pero podemos ejecutar la misión con ella. Es una misión pequeña, pero no hemos tenido que eliminar ninguna capacidad central. Aún podemos conducir, gestionar datos e incluso, teóricamente, hacer ciencia. Todo funciona bien, solo que de manera más lenta y a menor escala. Esa versión del software de vuelo fue bautizada como "R-Hope", porque esperábamos que funcionara.
¿Cuáles son las limitaciones en la vida útil de Curiosity?
La energía es el factor principal. Curiosity utiliza un Generador Termoeléctrico de Radioisótopos de Multimisión (MMRTG). Con el paso del tiempo, el plutonio-238 se desintegra, lo que significa que el rover genera menos energía cada año. Actualmente producimos unos 80 vatios menos que al inicio, lo que nos obliga a ser mucho más selectivos con nuestras actividades diarias. Vía IEEE Spectrum.
