¡Las cámaras de visión artificial Teledyne FLIR se van a Marte!

El 30 de julio, la NASA lanzó exitosamente la misión Marte 2020 del rover Perseverance, cuyo aterrizaje en el planeta rojo está previsto para el 18 de febrero de 2021. La misión principal es buscar señales de vida microscópica antigua y recoger las primeras muestras de suelo marciano para traer de vuelta a la Tierra. Pero el equipo de la NASA también está preparando este viaje para lograr otro hito: obtener imágenes de una nave espacial aterrizando en otro planeta. Para la primera filmación de la historia del aterrizaje de una nave espacial, los ingenieros incluyeron 6 cámaras de visión artificial FLIR RGB.

Las misiones a Marte anteriores han tomado fotografías del descenso planetario, pero nunca se filmó un aterrizaje. Si bien todo lo relacionado con una misión espacial requiere conocimientos de ingeniería especializados, el aterrizaje del rover es un cometido que implica un gran desafío. Todo el proceso de entrada, descenso y aterrizaje lleva solamente 7 minutos, durante los cuales una maniobra equivocada puede poner en riesgo toda la misión.

Renderización de la nave espacial en la que se muestra la ubicación de las 6 cámaras FLIR CMOS. Imagen del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA del Instituto de Tecnología de California. 

Las 6 cámaras FLIR CMOS filmarán un vídeo en alta definición de la nave espacial durante la actividad de entrada, descenso y aterrizaje (EDL, o los “7 minutos de terror”). Las cámaras usadas para la misión a Marte son de la familia FLIR Chameleon3 e incluyen cinco cámaras CMOS de 1,3 megapíxeles y una cámara USB de 3,2 megapíxeles. FLIR suele ser conocida por la termografía, pero las cámaras Chameleon3 son ejemplos de nuestra variedad de cámaras de visión artificial industriales no termográficas de vanguardia. 

Así es cómo será el aterrizaje (y la filmación):

Antes de entrar a la atmósfera marciana, el Perseverance se desconectará de la fase de cohete, protegido por una carcasa de dos piezas que contiene un paracaídas y un escudo térmico.

A alrededor de 7 millas de la superficie, se desplegará el paracaídas. Justo antes de este punto, las tres cámaras del paracaídas dirigidas hacia arriba comenzarán a grabar para capturar imágenes del paracaídas inflándose supersónicamente. El siguiente vídeo de la NASA demuestra cómo se desplegará el paracaídas: 

A cinco millas del suelo, el escudo térmico se desprenderá y dejará expuesta la cámara del rover dirigida hacia abajo, que comenzará a grabar el progreso del rover al bajar de la fase de descenso.

Después, el rover se separará de la cubierta posterior (y del paracaídas). A partir de allí, el descenso estará a cargo de una fase de descenso propulsada por cohete llamada “SkyCrane”. Otra cámara dirigida hacia abajo y otra hacia arriba comenzarán a grabar para capturar el momento en que el rover aterriza sobre la superficie y comienza su histórica misión.

El rover Curiosity tenía una EDL similar. En este vídeo de la NASA se describen los desafíos del aterrizaje para tener una idea de cómo será el aterrizaje del Perseverance:

Las 4 cámaras del paracaídas y la fase de descenso se desecharán con la carcasa trasera y la fase de descenso. Las cámaras dirigidas hacia arriba y hacia abajo del rover permanecerán adheridas, pero los ingenieros suponen que no resistirán por mucho tiempo a las severas temperaturas extremas de Marte (lo lamentamos, NASA, pero están diseñadas para la vida en la Tierra). Pero para ese momento, ya se habrán capturado las imágenes sin precedentes del aterrizaje de la nave espacial.

Si bien las cámaras no están diseñadas para operaciones espaciales, la dedicación de FLIR a la calidad, tanto en la fabricación de la cámara como en el control del proceso, le dieron a la NASA la seguridad de que cualquier muestra que evalúen será representativa de las unidades que volaron. Las cámaras de visión artificial FLIR están diseñadas y testeadas para operar las 24 horas en situaciones industriales exigentes, pero nunca tuvimos la oportunidad de testearlas en situaciones sin gravedad y a temperaturas de cero absoluto. ¡Le agradecemos a la NASA por facilitar la prueba extraterrestre!

Llevar las imágenes del aterrizaje de vuelta en la Tierra podría llevar varias semanas. La NASA prevé capturar alrededor de 25.000 imágenes en total a una velocidad de fotogramas de entre 12 y 75 imágenes por segundo, en un formato similar a las imágenes de telefonía móvil. Una vez que llegue el material, podremos mirar la primera grabación de la historia de una nave espacial aterrizando en Marte.