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La NASA programa su primer vuelo de prueba en helicóptero a Marte para el lunes – Spaceflight Now

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Una de las cámaras del instrumento Mastcam-Z del rover Perseverance tomó esta foto del helicóptero Ingenuity el 9 de abril. Crédito: NASA / JPL-Caltech / ASU

Después de solucionar algunos problemas de largo alcance, el helicóptero Ingenuity Mars de la NASA intentará el primer vuelo de este tipo en el mundo otro lunes en una demostración que podría abrir la puerta a una nueva era de exploradores aéreos interplanetarios.

El domingo, los ingenieros del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en California entregaron las órdenes para el vuelo de prueba Ingenuity el domingo, preparando el escenario para un breve salto hacia arriba y hacia abajo a las 3:31 a.m. EDT (7:31 GMT) del lunes.

Las tripulaciones de tierra tardarán casi tres horas en recibir los datos que confirman el resultado del vuelo. Las señales rebotarán desde el helicóptero al rover Perseverance, que lanzó el dron a la superficie marciana el 3 de abril, y luego a un orbitador que vuela para transmitir los datos a la Tierra.

NASA TV transmitirá cobertura en vivo desde el centro de operaciones del JPL a partir de las 6:15 a.m. EDT (10:15 GMT) del lunes, mientras los funcionarios esperan datos sobre los resultados del salto Ingenuity. Una vez que los datos comiencen a fluir, los ingenieros analizarán las señales en busca de la firma reveladora de que el helicóptero ha tomado y aterrizado con éxito.

Luego, las imágenes comenzarán a transmitirse a la Tierra desde las cámaras a bordo del Ingenuity y las cámaras del rover Perseverance observando el vuelo a una distancia de unos 60 metros.

Los funcionarios de la NASA esperan que el vuelo totalmente automatizado del lunes demore unos 40 segundos, ya que el dron despega a una altitud de unos 3 metros, vuela allí momentáneamente y luego gira para apuntar en una dirección diferente antes de aterrizar en sus cuatro carbonos. patas de fibra.

Las primeras imágenes de la cámara de navegación en blanco y negro del helicóptero podrían regresar a la Tierra poco después del vuelo de prueba del lunes. Luego, la máquina se dormirá y recargará sus baterías antes de transmitir imágenes en color.

Mientras tanto, una cámara de alta definición con zoom en el mástil del rover Perseverance intentará capturar imágenes fijas y videos del vuelo del helicóptero.

“Estamos muy emocionados”, dijo Tim Canham, jefe de operaciones de Ingenuity en JPL. “Podría ser un día increíble. Todos estamos nerviosos, pero estamos convencidos de que estamos dedicando el tiempo y el trabajo, y tenemos el personal adecuado para hacer el trabajo.

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Si el primer vuelo es tan exitoso como espera la NASA, Ingenuity podría volar cuatro veces más en las próximas semanas, probando perfiles de vuelo más atrevidos antes de concluir la campaña de vuelos de prueba el próximo mes. A continuación, la NASA quiere liberar a Perseverance para que continúe con su principal misión científica de encontrar y recolectar muestras de rocas marcianas para su eventual regreso a la Tierra.

Lori Glaze, jefa de la división de ciencia planetaria de la NASA, describió el helicóptero Ingenuity como un experimento de “alto riesgo y alta recompensa” que podría allanar el camino para que futuros vehículos aéreos exploren Marte y otros planetas.

El helicóptero Ingenuity de 80 millones de dólares pesa solo 1,8 kilogramos. Pesaba 4 libras en la Tierra, o 1,5 libras en gravedad marciana, pero sus palas livianas necesitarán generar sustentación en una atmósfera de menos del 1% de la densidad de la Tierra al nivel del mar.

Bobby Braun, director de ciencia planetaria en JPL, dijo que el helicóptero y su equipo de apoyo en la Tierra intentarán producir un “momento de los hermanos Wright” en otro mundo.

Reconociendo el vuelo de Ingenuity como otra novedad en la aviación, la NASA instaló en el helicóptero una pieza de tela del tamaño de un sello postal del primer avión de los hermanos Wright, conocido como Flyer. La tela cubría una de las alas del avión en su primer vuelo a Kitty Hawk, Carolina del Norte, el 17 de diciembre de 1903.

Otro trozo de tela y un fragmento de madera de abeto del Wright Flyer volaron a la luna durante la misión Apolo 11 en 1969. Mientras que los hermanos Wright usaban tela y madera para sus aviones, Ingenuity está hecho de pieles de fibra de carbono y “metales exóticos, “, dijo Bob Balaram, ingeniero jefe de Ingenuity en JPL.

Thomas Zurbuchen, jefe de la división científica de la NASA, calificó el primer intento de vuelo de Ingenuity como un “momento histórico como el de los análogos en 1903: un vuelo controlado a otro planeta”.

Desde que Perseverance desplegó el helicóptero Ingenuity desde su vientre a principios de este mes, el helicóptero ha demostrado que puede recargar sus baterías usando un panel solar y mantenerse caliente en la gélida noche de Marte. Los equipos de tierra también enviaron comandos para desbloquear las palas del rotor, cubriendo casi 1,2 metros de extremo a extremo, para una prueba de giro a baja velocidad de 50 rpm.

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Pero un problema interrumpió la secuencia de arranque del rotor del dron en Marte durante un intento de giro a alta velocidad el 9 de abril. La prueba de rotación rápida de la hoja contrarrotante de Ingenuity estaba destinada a ser una verificación final antes de que los oficiales pasaran por el primer vuelo del helicóptero. , luego programada para el 11 de abril.

La secuencia de comandos para la prueba de giro a alta velocidad terminó temprano cuando el helicóptero intentó cambiar la computadora de vuelo del modo “pre-vuelo” al “vuelo”, según la NASA. Un sistema de temporizador de vigilancia diseñado para monitorear la secuencia de comando expiró antes del final de la prueba de giro, terminando prematuramente la prueba de giro del helicóptero.

Los equipos de JPL idearon dos tácticas para abordar el problema de la secuencia de comandos. Un enfoque es ajustar la secuencia de comandos para “alterar ligeramente el tiempo” de la transición del helicóptero del modo de vuelo previo al modo de vuelo, según MiMi Aung, gerente del proyecto Ingenuity.

La otra solución es interrumpir el movimiento y retrasaría aún más el primer vuelo del helicóptero. Esa opción implica reinstalar el software modificado en la computadora de vuelo de Ingenuity, reemplazando el código que había funcionado perfectamente para el helicóptero durante casi dos años, escribió Aung en un artículo en el sitio web de la NASA.

Probar el vuelo usando la secuencia de comando modificada es más fácil, y funcionó el viernes en una exitosa prueba de giro de alta velocidad de los rotores del helicóptero a casi 2.500 rpm. Las pruebas muestran que esta solución permitirá que el helicóptero cambie al modo de vuelo y despegue en el 85% de los intentos.

“También sabemos que si el primer intento no funciona el lunes, podemos probar esos comandos nuevamente, con una buena probabilidad de que los intentos posteriores en los días siguientes funcionen incluso si el primero no funciona”, escribió Aung. “Por estas razones, hemos optado por seguir este camino”.

El rover Perseverance Mars de la NASA se tomó una selfie con el helicóptero Ingenuity, que se ve aquí a unos 13 pies (3.9 metros) del rover en esta imagen tomada el 6 de abril por la cámara e ingeniería del Sensor Topográfico Gran Angular para Operaciones (WATSON) en SHERLOC (Escaneo Habitable). Ambientes con instrumento Raman y luminiscencia para orgánicos y químicos), ubicado al final del largo brazo robótico del rover. La selfie de Perseverance con Ingenuity se compone de 62 imágenes individuales unidas una vez que se envían de regreso a la Tierra. Crédito: NASA / JPL-Caltech / MSSS

Mientras tanto, los equipos en la Tierra continúan buscando la opción de respaldo de actualizar el software de Ingenuity. El nuevo software ya se ha conectado al rover Perseverance, que podría transmitir el código a Ingenuity a través del enlace de comunicación inalámbrica entre el rover y el helicóptero si fuera necesario.

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“Si nuestro enfoque inicial de vuelo no funciona, el rover enviará el nuevo software de control de vuelo al helicóptero”, escribió Aung. “Luego, necesitaremos varios días adicionales de preparación para cargar y probar el nuevo software en Ingenuity, rehacer las pruebas del rotor en esta nueva configuración y volver a entrenar para un primer intento de vuelo”.

Aung comparó el intento de vuelo de prueba con el lanzamiento de un cohete.

“Estamos haciendo todo lo posible para que sea un éxito, pero también sabemos que es posible que tengamos que limpiar y volver a intentarlo”, escribió. “En ingeniería, siempre hay incertidumbre, pero esto es lo que hace que trabajar en tecnología de punta sea tan emocionante y gratificante. Debemos innovar constantemente y desarrollar soluciones a los nuevos desafíos. Y podemos probar cosas con las que otros solo han soñado.

“El ingenio es una experiencia tecnológica”, escribió Aung. “Como tal, nuestro plan es traspasar los límites y aprender haciendo. Asumimos riesgos que otras misiones no pueden, sopesando cuidadosamente cada paso. “

Si todo funciona, los rotores de fibra de carbono girarán casi 40 veces por segundo para levantar el helicóptero Ingenuity del suelo. Las propias palas del rotor tienen una masa de solo 35 aumentos, o un peso de poco más de 1 onza, y deben girar más rápido que los rotores de helicópteros en la Tierra.

“Un helicóptero vuela mientras genera sustentación”, dijo Aung. “En la Tierra, es empujando aire, por lo que las aspas empujan el aire y se genera el ascensor. En Marte, donde la densidad atmosférica es tan delgada, alrededor del 1% en comparación con aquí, hay menos moléculas para empujar. Eso significa que tenemos que compensar … Tenemos que girar mucho más rápido que en la Tierra.

El peso ultraligero del helicóptero, combinado con algoritmos de control súper rápidos para ajustar el vuelo de la nave 500 veces por segundo, requirió materiales avanzados y capacidades computacionales.

“Simplemente no podíamos hacerlo hace 15 o 20 años”, dijo Aung.

Envíe un correo electrónico al autor.

Siga a Stephen Clark en Twitter: @ EstebanClark1.

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La frontera entre nuestro sistema solar y el espacio interestelar mapeada por primera vez

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Un diagrama de nuestra heliosfera. Por primera vez, los científicos han cartografiado la heliopausa, que es el límite entre la heliosfera (marrón) y el espacio interestelar (azul oscuro). Crédito: NASA / IBEX / Adler Planetarium

Utilizando datos del satélite IBEX de la NASA, los científicos crearon el primer mapa en 3D de la frontera entre nuestro sistema solar y el espacio interestelar.

Por primera vez, se ha cartografiado el borde de la heliosfera, lo que permite a los científicos comprender mejor cómo interactúan los vientos solares e interestelares.

“Los modelos físicos han teorizado este límite durante años”, dijo Dan Reisenfeld, científico del Laboratorio Nacional de Los Alamos y autor principal del artículo, que fue publicado en el Diario de astrofísica el 10 de junio de 2021. “Pero esta es la primera vez que podemos medirlo y hacer un mapa tridimensional”.

La heliosfera es una burbuja creada por el viento solar, un flujo compuesto principalmente por protones, electrones y partículas alfa que se extiende desde el Sol hasta el espacio interestelar y protege a la Tierra de la radiación interestelar dañina.

Reisenfeld y un equipo de otros científicos utilizaron datos del satélite Interestelar Boundary Explorer (IBEX) en órbita terrestre de la NASA, que detecta partículas de la heliovaina, la capa límite entre el sistema solar y el espacio interestelar. El equipo pudo mapear el borde de esta área, un área llamada heliopausa. Aquí, el viento solar, que empuja hacia el espacio interestelar, choca con el viento interestelar, que empuja hacia el Sol.

Mapa 3D de límites de heliosfera

El primer mapa tridimensional de la frontera entre nuestro sistema solar y el espacio interestelar, una región conocida como heliopausa. Crédito: Laboratorio Nacional de Los Alamos

Para realizar esta medición, utilizaron una técnica similar a la forma en que los murciélagos usan el sonar. “Así como los murciélagos envían pulsos de sonar en todas direcciones y usan la señal de retorno para crear un mapa mental de su entorno, nosotros hemos usado el viento solar del Sol, que sale en todas direcciones, para crear un mapa de heliosfera”, dijo Reisenfeld. . .

Para ello, utilizaron la medición del satélite IBEX de átomos energéticos neutros (ENA) resultantes de colisiones entre partículas del viento solar y las del viento interestelar. La intensidad de esta señal depende de la intensidad del viento solar que golpea el helioducto. Cuando una ola golpea la vaina, el número de ENA aumenta e IBEX puede detectarlo.

“La ‘señal’ del viento solar enviada por el Sol varía en intensidad, formando un patrón único”, explicó Reisenfeld. “IBEX verá el mismo patrón en el retorno de la señal ENA de dos a seis años después, dependiendo de la energía ENA y la dirección en la que IBEX mira a través de la heliosfera. Esta diferencia de tiempo es la forma en que encontramos la distancia a la región de origen de ENA en una dirección particular. “

Luego aplicaron este método para construir el mapa tridimensional, utilizando datos recopilados durante un ciclo solar completo, de 2009 a 2019.

“Al hacerlo, podemos ver el borde de la heliosfera de la misma manera que un murciélago usa el sonar para ‘ver’ las paredes de una cueva”, agregó.

La razón por la que la señal tarda tanto en volver a IBEX se debe a las grandes distancias involucradas. Las distancias en el sistema solar se miden en unidades astronómicas (AU) donde 1 AU es la distancia de la Tierra al Sol. El mapa de Reisenfeld muestra que la distancia mínima del Sol a la heliopausa es de aproximadamente 120 AU en la dirección que mira hacia el viento interestelar, y en la dirección opuesta se extiende por al menos 350 AU, que es el límite de distancia de la técnica de sondeo. Como referencia, la órbita de Neptuno tiene aproximadamente 60 UA de diámetro.

Referencia: “Un mapa tridimensional de la heliosfera de IBEX” por Daniel B. Reisenfeld, Maciej Bzowski, Herbert O. Funsten, Jacob Heerikhuisen, Paul H. Janzen, Marzena A. Kubiak, David J. McComas, Nathan A. Schwadron , Justyna M. Sokół, Alex Zimorino y Eric J. Zirnstein, 10 de junio de 2021, El diario de astrofísica.
DOI: 10.3847 / 1538-4365 / abf658

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Rocket Lab gana un contrato con una nave espacial marciana para ver cómo la atmósfera se infiltra en el espacio

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Rocket Lab, con sede en California, diseñará dos naves espaciales, denominadas “Blue” y “Gold”, para un viaje marciano que se lanzará en 2024.

La compañía está enviando lanzamientos de cohetes Electron a gran altitud desde Nueva Zelanda y planea realizar más lanzamientos en Virginia en un futuro próximo. Después de varios años de enviar naves espaciales a la órbita alrededor de la Tierra, comienza a hundirse más profundamente en el sistema solar, incluidas las misiones lunares y marcianas.

La misión marciana se llama Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers (EscaPADE) y está dirigida por el Laboratorio de Ciencias Espaciales de la Universidad de California en Berkeley. El valor del contrato de diseño no se reveló en un comunicado de prensa.

“Esta es una misión enormemente prometedora que ofrecerá una gran ciencia en un paquete pequeño”, dijo Peter Beck, fundador y director ejecutivo de Rocket Lab, en un comunicado. “Las misiones de ciencia planetaria han costado tradicionalmente cientos de millones de dólares y han tardado hasta una década en materializarse. Nuestra nave espacial Photon para EscaPADE demostrará un enfoque más rentable para la exploración planetaria que mejorará el acceso de la comunidad científica a nuestro sistema solar.

Lo que distingue a EscaPADE de la mayoría de las misiones marcianas anteriores es la capacidad de aprovechar dos naves espaciales, lo que brinda diferentes perspectivas desde la órbita. La esperanza es que las dos máquinas brinden una perspectiva diferente a medida que la actividad solar sangra la atmósfera marciana, algo que la única nave espacial de Atmósfera de Marte y Evolución Volátil (MAVEN) de la NASA también ha estado examinando durante algunos años. MAVEN descubrió una pérdida masiva de agua de Marte en 2020, lo que podría ayudar a explicar por qué la superficie está tan seca hoy.

El cohete Falcon Heavy de SpaceX lanzará EscaPADE en 2022, junto con la nave espacial de asteroides binarios Janus y otra misión llamada Psyche, que estudiará un asteroide en órbita entre Marte y Júpiter. El plan para la nave espacial gemela marciana es enviarlos a la órbita alrededor del Planeta Rojo durante al menos un año. Llegarán allí en 2025.

La NASA financió ESCAPADE y otras dos misiones del programa Pequeñas Misiones Innovadoras para la Exploración Planetaria (SIMPLEX) en 2019 “para realizar ciencia planetaria convincente y brindar más oportunidades de experiencia de vuelo para la comunidad científica”, dijo Rocket Lab, y está pendiente una revisión de diseño preliminar. a finales de este mes. En julio se tomará una decisión final sobre la preparación para la implementación y el vuelo.

Marte ha sido un destino popular en 2021, con hitos recientes que incluyen el primer vuelo en helicóptero a Marte por parte del Ingenuity de la NASA, el despliegue de un rover chino en la superficie por primera vez y el aterrizaje del rover Perseverance de la NASA más grande del mundo en un oferta a largo plazo para enviar muestras a la Tierra. Los Emiratos Árabes Unidos también enviaron con éxito su primera misión a Marte a principios de este año.

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Nueva investigación científica en la cara oculta de la luna

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Los módulos de aterrizaje comerciales transportarán cargas útiles de ciencia y tecnología proporcionadas por la NASA a la superficie lunar, allanando el camino para que los astronautas de la NASA aterricen en la luna para el 2024. Crédito: NASA

A medida que la NASA continúa con sus planes para varias entregas comerciales a la superficie de la Luna por año, la agencia ha seleccionado tres nuevos conjuntos de cargas útiles de investigación científica para avanzar en la comprensión del vecino más cercano de la Tierra. Dos de las suites de carga útil aterrizarán en el otro lado de la luna, una novedad para la NASA. Los tres sondeos recibirán viajes a la superficie lunar como parte de la iniciativa Commercial Lunar Payload Services, o CLPS, de la NASA, que forma parte del enfoque Artemis de la agencia.

Las cargas útiles marcan las primeras selecciones de la agencia en su convocatoria de propuestas de cargas útiles y encuestas de investigación de la superficie lunar (PRISM).

“Estas selecciones se suman a nuestra sólida cartera de cargas útiles científicas y de encuestas que se entregarán a la Luna a través de CLPS”, dijo Joel Kearns, administrador asistente adjunto de exploración en la Dirección de Misiones Científicas de la NASA. “Con cada nueva selección de PRISM, aprovecharemos nuestras capacidades para permitir una ciencia mayor y mejor y probar la tecnología que ayudará a allanar el camino para que los astronautas regresen a la Luna a través de Artemis”.

Luna de la NASA

Crédito: NASA

Lunar Vertex, una de las tres selecciones, es un conjunto de carga útil conjunto de aterrizaje y rover destinado a ser entregado a Reiner Gamma, una de las características naturales más distintivas y enigmáticas de la Luna, conocida como vórtice lunar. Los científicos no comprenden completamente qué son los vórtices lunares o cómo se forman, pero saben que están estrechamente relacionados con anomalías asociadas con el campo magnético de la Luna. El rover Lunar Vertex realizará mediciones detalladas de la superficie del campo magnético de la Luna utilizando un magnetómetro a bordo. Los datos del campo magnético de la superficie lunar recopilados por el rover mejorarán los datos recopilados por la nave espacial que orbita la luna y ayudarán a los científicos a comprender mejor cómo se forman y evolucionan estos misteriosos vórtices lunares, además de proporcionar información adicional sobre el interior y el núcleo de la Luna. . El Dr. David Blewett del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins dirige este conjunto de cargas útiles.

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La NASA también ha seleccionado dos conjuntos de carga útil separados para ser entregados en tándem a la Cuenca Schrödinger, que es un gran cráter de impacto ubicado en el lado opuesto de la Luna, cerca del Polo Sur lunar. El Farside Seismic Suite (FSS), una de las dos cargas útiles que se entregarán a la cuenca de Schrödinger, llevará dos sismómetros: el sismómetro vertical Very Broadband y el sensor de período corto. La NASA midió la actividad sísmica en el lado visible de la Luna como parte del programa Apolo, pero el FSS devolverá los primeros datos sísmicos de la agencia al lado lejano de la Luna, un posible destino futuro para los astronautas en Artemisa. Estos nuevos datos podrían ayudar a los científicos a comprender mejor la actividad tectónica en el lado lejano de la luna, revelar la frecuencia con la que el lado lejano de la luna se ve afectado por pequeños meteoritos y proporcionar nuevas tensiones en la estructura interna de la luna. El FSS continuará tomando datos durante varios meses en la superficie lunar más allá de la vida útil del módulo de aterrizaje. Para sobrevivir a las noches lunares de dos semanas de duración, el paquete FSS será autónomo con energía, comunicaciones y control térmico independientes. El Dr. Mark Panning del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en California está liderando esta suite de carga útil.

60 años de NASA, celebrando donde el arte y la ciencia se encuentran

El Orbitador de reconocimiento lunar capturó esta imagen de la cuenca de Schrödinger, un gran cráter cerca del Polo Sur en el lado opuesto de la Luna. Crédito: NASA / LRO / Ernie Wright

El Lunar Interior Temperature and Materials Suite (LITMS), la otra carga útil dirigida a la cuenca Schrödinger, es un conjunto de dos instrumentos: la instrumentación lunar para la exploración térmica con un martillo neumático Rapidity y la sonda magnetotelúrica lunar. Esta suite de carga útil estudiará el flujo de calor y la conductividad eléctrica del interior lunar en la cuenca de Schrödinger, proporcionando una visión en profundidad del flujo mecánico y térmico interno de la Luna. Los datos LITMS también complementarán los datos sísmicos adquiridos por el FSS para proporcionar una imagen más completa del subsuelo cercano y profundo del lado lejano de la Luna. El Dr. Robert Grimm del Southwest Research Institute dirige este conjunto de cargas útiles.

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Si bien estas selecciones son definitivas, las negociaciones continúan para cada monto otorgado.

“Estas investigaciones demuestran el poder de CLPS para ofrecer gran ciencia en paquetes pequeños, proporcionando acceso a la superficie lunar para cumplir con los objetivos científicos de alta prioridad para la Luna”, dijo Lori Glaze, directora de la división de ciencia planetaria de la NASA. “Cuando los científicos analicen estos nuevos datos junto con las muestras lunares devueltas de Apolo y los datos de nuestras muchas misiones orbitales, avanzarán en nuestro conocimiento de la superficie y el interior de la Luna, y aumentarán nuestra comprensión de los fenómenos, cruciales como la alteración espacial para informar futuras misiones tripuladas. a la Luna y más allá.

Una vez que se realicen estas selecciones, la NASA trabajará con la oficina de CLPS en el Centro Espacial Johnson de la agencia en Houston para emitir órdenes de trabajo para entregar estas suites de carga útil a la luna antes de la fecha límite de 2024.

Para estas suites de carga útil, la agencia también seleccionó a dos científicos del proyecto para coordinar las actividades científicas, incluida la selección de los lugares de aterrizaje, el desarrollo de conceptos de operaciones y el archivo de datos científicos adquiridos durante las operaciones de superficie. La Dra. Heidi Haviland del Marshall Space Flight Center de la NASA en Huntsville, Alabama, coordinará la secuela que se entregará a Reiner Gamma, y ​​el Dr. Brent Garry del Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, coordinará las entregas de cargas útiles a la cuenca de Schrödinger.

CLPS es una parte clave de los esfuerzos de exploración lunar Artemis de la NASA. Las cargas útiles de ciencia y tecnología enviadas a la superficie de la Luna como parte del CLPS ayudarán a sentar las bases para las misiones humanas y una presencia humana duradera en la superficie lunar. La agencia ha otorgado seis pedidos de tareas a proveedores de CLPS para entregas lunares entre fines de 2021 y 2023, y se esperan más recompensas de entrega hasta al menos 2028.

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