Explorando la Luna en un Rover

Logística del Laboratorio:

• Tiempo de Preparación: 5 minutos y Tiempo de Actividad: 10-15 minutos

Objetivos:

• Crear un Rover.
• Enseñar la función de un Rover y cómo se beneficia el ser humano de esto.
• Explicar la importancia de los Rovers en las futuras misiones.
• Entender el proceso de diseño de ingeniería.

Materiales:

• Cartón corrugado para la carrocería (13 cm2)
• 2 llantas de cartón corrugado (10 cm2) o 4 llantas de cartón redondos (9.1cm)
• 2 lápiz redondo
• 1 bandas elásticas largas
• 4 presillas
• Regla
• Cinta adhesiva
• Tijeras

Disclaimer statement: “The material contained in this document is based upon work supported by a National Aeronautics and Space Administration (NASA) grant or cooperative agreement. Any opinions, findings, conclusions or recommendations expressed in this material are those of the author and do not necessarily reflect the views of NASA.”

Descripción de actividad y procedimiento:

Introducción:
El educador, les dirá a los niños la función de los rovers en la exploración espacial. Además, indicar cuáles son los propósitos futuros para la exploración de la luna.

• La NASA, como parte de sus misiones futuras, enviará astronautas a la Luna en el año 2024. Los astronautas van a necesitar autos lunares llamados rovers. Los rovers se utilizan para atravesar la superficie de la Luna, transportar suministros, ayudar a construir su puesto avanzado y explorar el área.

Preguntas que se le pueden realizar al público:

1. ¿Conoces la función de los rovers?
2. ¿De qué manera los astronautas lo pueden utilizar para la exploración espacial?

El educador mostrará a los niños su rover de muestra y le indicará:
“Este es un prototipo de un rover, como el que vas a construir. Los prototipos se usan todo el tiempo en ingeniería. Le dan un diseño básico para construir, probar y evaluar. Una vez que comprenda las fortalezas y debilidades de un diseño, puede encontrar formas de mejorarlo. Hoy, por ejemplo, mientras prueba su prototipo de rover, encontrará formas de hacerlo funcionar mejor. Mejorar un diseño basado en pruebas se llama proceso de diseño de ingeniería.”

Misión:
El educador le indicará al participante: “En el día de hoy tendrás la oportunidad de construir un rover utilizando materiales reciclados. Además, lo pondrás a prueba para que los astronautas lo puedan utilizar como medio de transporte una vez lleguen a la Luna.”

PROCEDIMIENTO:
**NOTA: Este procedimiento solo se da en talleres o actividades de mas de 1 hr; si es menos, los educadores deben traerlos preparados para que solo el participante lo arme**

1. Primero, tienes que construir la carrocería. Dobla el papel cartón en tres partes. Cada parte será aproximadamente de 2 pulgadas (10cm2) de ancho. Dobla a lo largo (no a lo ancho) del corrugado.
2. En seguida, haz las ruedas frontales. En las dos piezas cuadradas de cartón de 5 pulgadas (13 cm2), dibuja líneas diagonales de esquina a esquina. Marca un pequeño agujero en el centro (En donde se cruzan las líneas). Sobre el cuerpo, marca un agujero cerca del lado de cada eje. Asegúrate que los agujeros estén directamente enfrente uno del otro y sean suficientemente grandes para que el lápiz pueda girar libremente.
3. Ahora conecta las ruedas delanteras. Desliza el lápiz a través de los agujeros de los ejes de la carrocería. Empuja una rueda en cada extremo. Asegúralas con cinta.
4. Siguiente, has las ruedas traseras. Pega el popote en la parte trasera del vehículo (rover). Desliza un dulce en cada extremo. Dobla y asegura el eje para evitar que los dulces se salgan.
5. Finalmente, coloca la banda elástica. Enlaza un extremo alrededor del lápiz. Haz un pequeño corte en la parte trasera de la carrocería. Pasa la parte libre de la banda elástica por la ranura del corte.

Trasfondo

Rovers son un vehículo espacial que es parecido a un carro, que NASA usa para explorar las superficies de otros mundos. Hasta ahora, estos han llegado a Marte y la Luna. A Marte, NASA ya ha enviado 4 vehículos robóticos llamados: Sojourner, Spirit and Opportunity y Curiosity. Pronto se enviará un rover nuevo a Marte, este 2020.

1. Sojourner- En 1997, los científicos de la NASA hicieron algo bastante sorprendente. Por primera vez, utilizaron un robot de ruedas pequeñas para estudiar la superficie de Marte. Este explorador robótico, llamado rover, fue nombrado Sojourner. Sólo tenía el tamaño de un horno de microondas. Sin embargo, pasó a compartir mucha información nueva importante con los científicos. Sojourner no estaba solo durante su viaje a Marte. Viajó dentro de una nave espacial, un aterrizador. El aterrizador tenía forma de pirámide y estaba cubierto de bolsas de aire. Los “airbags” ayudaron a que el aterrizador tenga un aterrizaje seguro y lleno de baches. La forma de la pirámide ayudó a asegurar que el aterrizador y el rover pudieran voltearse hacia la derecha, independientemente de cómo aterrizaran. Después de que aterrizó en Marte, un panel se abrió y Sojourner salió para comenzar a explorar. El rover exploró una zona de Marte cerca de su lugar de aterrizaje llamado Ares Vallis. Los científicos estaban interesados en esta área porque parecía el sitio de una antigua inundación. El agua que corría de una inundación habría movido muchas rocas y suciedad en un solo lugar. Esto significa que el rover podría estudiar un montón de diferentes tipos de rocas sin viajar muy lejos.
    
   A los ingenieros también les gustó el área porque parecía un lugar plano y seguro para Sojourner. Mientras conducía distancias cortas, utilizó su cámara para tomar fotografías del paisaje marciano. Envió más de 550 fotos del Planeta Rojo. El rover usó instrumentos para estudiar de qué estaban hechas las rocas marcianas y la suciedad. Su “lander” también recogió información sobre vientos y otros factores meteorológicos en Marte. De lejos, Marte parece frío, seco y rocoso. Pero las fotos y la información de Sojourner contaban una historia muy diferente. Aprendimos que hace mucho tiempo, Marte solía ser un lugar más cálido y húmedo.
    
2. Spirit & Opportunity- Después del éxito del rover Sojourner, la NASA, en 2003, enviaron dos rovers al Planeta Rojo. Los rovers fueron nombrados Spirit y Opportunity. Juntos, formaron parte de la misión “Mars Exploration Rover”.
    
   Spirit y Opportunity fueron hechos como gemelos. Ambos portaban todos los mismos instrumentos científicos. Y cada uno era aproximadamente del tamaño de un carrito de golf. En Tierra, donde hay agua, hay vida. Spirit y Opportunity fueron enviados a Marte para encontrar más pistas sobre la historia del agua allí, y para ver si el Planeta Rojo podría haber tenido formas de vida. Para hacer esto, los científicos enviaron a los dos rovers a dos sitios de aterrizaje diferentes. Los rovers aterrizaron en lados opuestos del planeta. Spirit aterrizó en una región llamada cráter Gusev. Los científicos querían explorar el cráter porque pensaban que podría haber aguantado agua hace mucho tiempo. Según fotos tomadas por los satélites, los científicos pensaron que parecía que varios ríos grandes fluyeron en el cráter de Gusev.
    
   Opportunity aterrizó en el otro lado de Marte en un área llamada Meridiani Planum. Esta región era agradable porque era un lugar plano y seguro para el rover. También, estudios con un satélite alrededor de Marte mostraron que podría contener un mineral llamado hematita gris. En la Tierra, la hematita gris frecuentemente se ubica en presencia de agua. En su viaje, Spirit tomó muchas fotos de Marte con su cámara. Fueron las primeras fotos en color tomadas por un rover en otro planeta. Spirit también encontró varios signos de que había agua en el pasado, y comprobantes de actividad geotérmica o volcánica. Ella exploró sitios que pueden haber sido aguas termales hace millones de años. Para no ser superada por su gemelo, Opportunity también tomó muchas fotos en color del paisaje marciano. También encontró comprobante de agua.
    
   Opportunity estudiaba capas de minerales en la roca cerca de su lugar de aterrizaje. La evidencia que recogió sugirió que su sitio de aterrizaje era hace mucho tiempo la costa de un mar salado. Las rocas que Spirit y Opportunity estudiaron mostraron a los científicos que hace mucho tiempo, el agua en Marte podría haber parecido mucho al agua en la Tierra. Marte alguna vez tuvo lagos y ríos en la superficie. Como la tierra tenía agua por debajo del suelo, así como vapor de agua en la atmósfera.
    
3. Curiosity- En la Tierra, donde hay agua, hay seres vivos. Sabemos que Marte tenía agua hace mucho tiempo. ¿Pero también tenía otras condiciones necesarias de vida?
    
   Para averiguarlo, la NASA envió el rover Curiosity a Marte. Curiosity es el robot más grande aterrizado en otro planeta. Es del tamaño de un pequeño todo terreno. Debido a que Curiosity es tan grande, también tiene ruedas más grandes que los rovers anteriores. Esto le ayuda a rodar sobre las rocas y la arena sin quedar atascado. Sin embargo, en un largo día de conducción, sólo viaja unos 660 pies. La curiosidad aterrizó en Gale Crater. Este cráter es especial porque tiene una montaña alta en el medio. La montaña tiene muchas capas de roca. Cada capa está hecha de diferentes minerales de diferentes períodos de tiempo. Estos minerales podrían decir a los científicos acerca de la historia del agua en Marte. El rover utiliza muchos instrumentos científicos para estudiar las rocas en el cráter Gale. Curiosity usó su taladro para hacer un agujero en una roca que alguna vez fue barro en el fondo de un lago. Uno de sus otros instrumentos estudió el polvo perforado de la roca. Esta información ayudó a los científicos a aprender que el cráter de Gale tenía componentes que la vida antigua habría necesitado para sobrevivir. Los científicos enviaron Curiosity a Marte para medir muchas otras cosas, también – incluyendo la radiación. La radiación es un tipo de energía que puede provenir del sol. Viaja en ondas de alta energía que pueden ser dañinas para los seres vivos. Curiosity encontró que Marte tiene niveles altos y peligrosos de radiación. La NASA usará los datos de radiación de Curiosity para diseñar misiones para ser más seguras para los exploradores humanos. Curiosity trajo 17 cámaras al Planeta Rojo, más que cualquier otro rover. Usa algunas de sus cámaras para tomar fotos de su viaje. Las cámaras también actúan como los ojos de Curiosity, ayudándola a detectar y alejarse del peligro. Una de las cámaras de Curiosity, al final de su brazo robótico de 7 pies de largo, actúa como una especie de “stick selfie”. ¡Ella puede sostener la cámara dos metros lejos y tomar un selfie para enviar a la tierra!
    
4. Rover para la misión de Marte 2020- Rovers en Marte han recogido pruebas de agua y algunos de los componentes químicos de la vida. Los científicos piensan que podría ser posible que la vida existiera en Marte hace mucho tiempo. Si había seres vivos, probablemente eran organismos pequeños, algo así como bacterias aquí en la tierra. Pero ¿empezó la vida en Marte?
    
   La misión Mars 2020 espera poder responder a esa pregunta. La misión enviará un rover muy similar a Curiosity para explorar las rocas, la suciedad y el aire en Marte. Igual que Curiosity, el Mars 2020 rover es del tamaño de un todoterreno pequeño. El nuevo rover tiene un objetivo diferente y diferentes instrumentos. Buscará directamente signos de vida pasada en Marte.
    
   El nuevo rover también experimentará con un recurso natural que sería útil en la planificación de una misión humana a Marte.
    
   La atmósfera de Marte está compuesta sobre todo de un gas llamado dióxido de carbono. Pero muchos seres vivos (incluyendo humanos) necesitan oxígeno para respirar. Si un ser humano fuera a Marte, tendría que traer mucho oxígeno. Sin embargo, no hay mucho espacio en la nave espacial para traer oxígeno líquido.
    
   El rover probará un método para obtener oxígeno del aire en la atmósfera marciana. Esto ayudará a la NASA a planear los mejores diseños para enviar astronautas humanos a explorar Marte un día.
    
   El rover no se lanzará hasta 2020, por lo que los científicos todavía están decidiendo dónde debe aterrizar el explorador para explorar el Planeta Rojo. ¡Manténganse atentos!
    

¿Por qué son tan importantes los rovers?

Desde la década de 1970, los científicos han estado enviando naves espaciales a Marte. Varios tipos diferentes de naves espaciales han sido enviadas al Planeta Rojo a través de los años, y todos ellos tienen diferentes especialidades. Un tipo, llamado órbita, orbita Marte, tomando fotos mientras hace zoom alrededor del planeta. Otras naves espaciales, llamadas landers, generan fotos e información desde sus puntos de aterrizaje en la superficie de Marte. Los Rovers tienen ruedas y se especializan en moverse. Aterrizan en la superficie de Marte y conducen alrededor de los diversos puntos.

Rovers ayudan a los científicos en su búsqueda para entender de que las diferentes partes del planeta están hechas. Marte se compone de un montón de diferentes tipos de rocas, y cada roca se compone de una mezcla de productos químicos. Un rover puede conducir alrededor a diversas áreas, estudiando los diversos productos químicos en cada roca. Estos químicos pueden decir a los científicos algo sobre los ambientes que cambiaron esa roca con el tiempo.

También NASA planifica enviar astronautas a la Luna, nuevamente, para el 2024. Estos astronautas pueden usar rovers para guiar a través de la superficie lunar al llevar suministros y explorar el área.

En este reto, se construirá un rover de cartón que es mecanizado usando una liguilla de goma.