Cómo el helicóptero Ingenuity de la NASA abrió los cielos de Marte a la exploración

El helicóptero Ingenuity Mars de la NASA logró muchos hitos durante sus 72 vuelos al Planeta Rojo.

Como demostrador de tecnología, Ingenio se le asignó la tarea de realizar hasta cinco vuelos en el transcurso de 30 días terrestres. Pero desde su primer viaje celebrado el 19 de abril de 2021 hasta su último viaje aéreo el 18 de enero de 2024, Ingenuity continuó superando sus límites de fabricación propia en altitud alcanzada, distancia volada y velocidad alcanzada durante esos casi tres años.

Los días de vuelo del Ingenuity han terminado: llegó al Marte tierra dura en su vuelo final, dañando las palas del rotor – pero su influencia se sentirá en el futuro lejano. Los logros del helicóptero de 4 libras (1,8 kilogramos) han abierto la puerta para que las siguientes naves aéreas vuelen los amables pero tenues cielos atmosféricos del Planeta Rojo.

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El helicóptero Ingenuity Mars de rotor roto (centro) es detectado por el rover Perseverance Mars de la NASA, capturado en este mosaico que muestra el último aeródromo del mini-helicóptero. (Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS)

Lugar de descanso final

El desempeño estelar de Ingenuity constituye la base para fabricar la próxima generación de aviones para reconocer el Planeta Rojo, dijo Teddy Tzanetos, gerente de proyecto de Ingenuity en la NASA. Laboratorio de propulsión a chorro (JPL) en el sur de California.

Tzanetos habló con el Grupo de Análisis del Programa de Exploración de Marte a finales del mes pasado y detalló una serie de hazañas del pequeño helicóptero, cuyas hazañas fuera de la Tierra superaron con creces las expectativas.

El lugar de descanso final de Ingenuity se llama “Valinor Hills”, un nombre tomado de la trilogía “El Señor de los Anillos” que significa “tierra eterna”, dijo Tzanetos.

“Es apropiado porque, aunque estamos al final de la misión de Ingenuity, ella todavía está viva. Aparte de nuestro sistema de rotor, el avión en sí es bastante verde. [for go] en todos los ámbitos. El vehículo todavía está listo para rodar”, capaz de mover ligeramente sus aspas y controlar algunos de sus actuadores, afirmó Tzanetos.

no chocar

Tzanetos dijo que el minihelicóptero realizó un aterrizaje forzoso en su último vuelo pero no se estrelló. “Todavía estamos a cuatro patas”, añadió, es decir, descansando sobre su conjunto completo de patas de aterrizaje. Sin embargo, las imágenes tomadas por Ingenuity indican la pérdida de aproximadamente un tercio de cada una de las tres palas del rotor de fibra de carbono que aún están unidas, mientras que la cuarta pala parece haber desaparecido por completo.

Se cree que esta pala de rotor separada y alejada se encuentra a unos 50 metros (165 pies) al oeste de la ubicación final del aterrizaje de la nave. “Parece que la pala del rotor se rompió en la raíz”, dijo Tzanetos.

Aunque ahora está estacionario, Ingenuity continúa recopilando datos sobre la superficie marciana. Y el pequeño helicóptero tiene una capacidad de almacenamiento a bordo de unos 20 años. “Con suerte, algún día los futuros astronautas u otro rover, otro conjunto de aviones, podrán ir y transmitir esos datos”, dijo Tzanetos. (El ingenio no puede comunicarse directamente con la Tierra; dependía de la rover de perseverancia para transmitir mensajes, y Perseverance no puede quedarse al lado del helicóptero para siempre).

El hexacóptero científico de Marte propuesto sería mucho más grande y más capaz que el Ingenuity. (Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/Theodore Tzanetos)

¿Qué salió mal?

En sus últimos tres vuelos, Ingenuity experimentó dificultades con el “seguimiento de funciones”: vigilar el terreno que sobrevolaba resultó un desafío debido a la suavidad del paisaje.

El aterrizaje forzoso en el vuelo final no es muy sorprendente, dada la resolución de la cámara de Ingenuity, el terreno monótono y la altura sobre Marte que viajaba el vehículo aéreo. “Este era realmente el límite superior de lo que este hardware podía lograr”, dijo Tzanetos.

“Para eso fue creada”, añadió, “para encontrar esa ventaja e intentar avanzar más para que la próxima generación [of vehicles] podemos construir a partir de eso. Así que ha sido un éxito increíble”.

El equipo de ingenio completaron su último turno trabajando con el helicóptero de Marte en tierra el 16 de abril de 2024. El grupo se reunió para evaluar una transmisión desde el helicóptero, confirmando el funcionamiento de un parche de software en la nave.

Ese software adicional permite que Ingenuity sirva como banco de pruebas estacionario y recopile datos que quizás sean útiles para futuras expediciones a Marte.

Al helicóptero de recuperación de muestras propuesto se le pueden asignar tareas para el ambicioso esfuerzo de retorno de muestras de Marte que ahora se está diseñando. (Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/Theodore Tzanetos)

Miradas merodeadoras

Tzanetos destacó el trabajo de desarrollo de un avión mucho más grande y más capaz que podría volar en futuras misiones científicas a Marte: un hexacóptero. Este avión tiene aproximadamente el tamaño de dos rovers Perseverance estacionados uno al lado del otro, dijo, y sería capaz de transportar cargas útiles a cualquier lugar de Marte, ya sea a los polos, sitios ecuatoriales u otras zonas de exploración deseadas.

“Los aviones serán increíbles en Marte”, dijo Tzanetos. “El mayor problema es el aterrizaje”. Esto se puede solucionar, dijo, identificando previamente las pistas de aterrizaje o construyendo trenes de aterrizaje para manejar rocas, guijarros, cantos rodados o cambios inesperados en las propiedades del suelo sin caer en picada en la tierra de Marte si te golpeas el dedo del pie con una roca.

“Habrá Aviones de ala fija en Marte., Estoy seguro de ello. También habrá helicópteros en Marte”, añadió Tzanetos. Dichos vehículos serán capaces de volar largas distancias y ofrecerán capacidades de merodear en lugares selectos, por ejemplo, el vasto sistema de cañones de Valles Marineris.

Ahora se está explorando un diseño de hexacóptero llamado “Chopper” que será capaz de volar justo por encima de la superficie marciana y alcanzar una altura de cientos de metros.

También se está trabajando en una propuesta de helicóptero de recuperación de muestras, basada en gran medida en el diseño de Ingenuity y prevista como una forma propuesta de recoger los tubos de muestra que Perseverance ahora recopila y almacena en caché.

Sin embargo, el proyecto Mars Sample Return de la NASA se encuentra actualmente en revisado programáticamentecon detalles técnicos sobre cómo llevar a cabo la misión en el limbo.

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El ingenio hizo uso de hardware comercial de alta tecnología disponible en el mercado (COTS). (Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/Theodore Tzanetos)

Exploración de Marte con tecnología disponible en el mercado

El equipo de Ingenuity utilizó una gran cantidad de hardware comercial disponible en el mercado (COTS), como la radio de la nave, pequeños sensores adaptados de la tecnología de los teléfonos móviles, células solares y dispositivos transportados por drones ligeros.

El equipo de la misión asumió ciertos riesgos, dado el presupuesto relativamente bajo del helicóptero (80 millones de dólares) y el corto tiempo de desarrollo.

“Todo se reduce a cómo gestionar el riesgo, cuál es un nivel de riesgo aceptable y quién decide qué es aceptable”, aconsejó Tzanetos. “Eso no quiere decir que no hicimos pruebas”.

El equipo del helicóptero se convirtió en el inquilino más antiguo del gran simulador espacial del JPL para preparar Ingenuity para Marte, sometiéndolo a condiciones interplanetarias simuladas de temperaturas ultrafrías, alto vacío y radiación solar brutal.

“Si el bebé hubiera sobrevivido sólo tres días, habría estado en el campo de la suerte. Pero tres años en Marte, bañado en el entorno de radiación, creo que es el último clavo en el ataúd para aquellos que dudan de que COTS pueda operar en Marte. ” Señaló Tzanetos.

“COTS llegó para quedarse”, dijo Tzanetos. “Sólo será más común en Marte y en todo el sistema solar”.

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