Ingenuity : Cómo la NASA voló un helicóptero en Marte

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Imagina que estás pilotando un tipo de helicóptero o un dron. Estás ahí con los controles automáticos. Los enciendes. Los rotores comienzan a girar, aumentando gradualmente su giro. Miras, luego presionas el control para levantar. Tu helicóptero se eleva, se cierne y luego, al siguiente comando, avanza. Vaya, no subió lo suficiente. Mueves rápidamente el joystick y el dron se eleva para volar por encima de la obstrucción. Finalmente, está en el aire, moviéndose a gran velocidad sobre dunas de arena, colinas y valles, enviando imágenes a medida que se desarrolla el paisaje.

Ahora imagina que estás volando tu dron en un planeta a 180 millones de kilómetros de distancia. Tu comando tarda 20 minutos en llegar al planeta, y las imágenes que ves de lo que está sucediendo tienen 20 minutos de antigüedad. No puede tomar medidas evasivas o correctivas si algo sale mal. Si salió mal, sería demasiado tarde. Este es el tipo de situación que los ingenieros de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio no querían experimentar en el primer vuelo del helicóptero Ingenuity a Marte el 19 de abril.

afortunadamente no lo hicieron . El vuelo ya se había pospuesto por problemas de software. Dado el problema con el retraso de tiempo entre Marte y la Tierra, todos los comandos para operar el Ingenuity tenían que enviarse con anticipación, por lo que los ingenieros tenían que estar seguros de que sus secuencias de comandos estaban libres de errores.

Toda la planificación y los cálculos valieron la pena. Justo después de las 12 pm, hora de verano británica, un ingeniero de la NASA anunció al control de la misión que “todos los conjuntos de datos son nominales”. Esto, por supuesto, es una forma de decir: “Estamos increíblemente felices, todo ha ido bien”. Unos minutos más tarde, se vieron los datos, en un gráfico bastante poco atractivo la verdad. Pero fue suficiente para que los ingenieros en el control de la misión aplaudieran y vitorearan.

Luego vinieron las imágenes , la primera de la cámara de Ingenuity, una imagen de su propia sombra mientras flotaba sobre la superficie. Bastante sorprendente, pero hemos visto sombras de naves espaciales antes. Luego el video, que fue absolutamente alucinante.

Tomada por el rover Perseverance , mostró el vuelo completo de su compañero de viaje, desde el despegue hasta el aterrizaje. Es una película del primer vuelo propulsado en otro planeta, tomada por un robot de otro. Era casi demasiado inteligente, se veía como algunas de las animaciones que la NASA es tan buena en producir. Pero fue real. Y fue asombroso.

El primer vuelo a Marte no fue tan aventurero como podría imaginarse, no se elevó a través del desolado paisaje tomando imágenes de cráteres y dunas de arena. El aparato se elevó unos tres metros sobre el suelo antes de aterrizar de nuevo. Estuvo en el aire durante unos 40 segundos en total. Pero esos 40 segundos tienen un nivel de importancia similar al del primer vuelo propulsado exitoso en la Tierra , que duró solo unos 12 segundos. Es cierto que este vuelo de los hermanos Wright avanzó unos 40 metros, pero estaba a una altura del suelo similar a la de Ingenuity.

Maravillas de la ingeniería en el Ingenuity

¿Cuál es la importancia del primer vuelo de Ingenuity? Por encima de todo, es un logro de tecnología e ingeniería. El vuelo requiere sustentación: existe una relación bien conocida entre el peso de una aeronave y la diferencia de presión atmosférica entre sus superficies superior e inferior que proporciona esta sustentación. Las palas giratorias de un helicóptero proporcionan la sustentación necesaria: cuanto más rápido giran las palas, más sustentación se genera. En la Tierra, con una presión de aire promedio de 1.000 milibares, la pala de un helicóptero gira a una velocidad de entre 400 y 500 rotaciones por minuto.

La gravedad reducida de Marte (alrededor de un tercio de la de la Tierra) ayudó a compensar el efecto de la presión atmosférica mucho más baja (alrededor de seis milibares). Pero aun así, las cuchillas del Ingenuity tuvieron que rotar unas 2400 veces por minuto para proporcionar la sustentación necesaria para la nave de dos kilos. El simple hecho de lograr una velocidad de giro tan rápida para las dos palas de un metro de largo fue un avance significativo en la tecnología de propulsión.

El vuelo también es el presagio de lo que vendrá: la NASA ha planeado varios vuelos más de complejidad creciente durante las próximas dos semanas. El progreso debe ser cauteloso – se harán evidentes nuevos peligros a medida que el helicóptero se mueva – cuando la velocidad y la dirección del viento se unan a la presión atmosférica como cuestiones a abordar.

El ingenio no tiene las palas del rotor trasero de un helicóptero convencional para “dirigir” y, como se mencionó, los comandos no se pueden dar en tiempo real. Cada vuelo será tan emocionante como el primero, y cada uno proporcionará nuevas vistas del entorno local del cráter Jezero , donde se encuentra. Aunque estas imágenes serán limitadas, ayudarán a Perseverance a construir una mejor imagen de su entorno.

Ninguna de las dos próximas misiones a Marte, ExoMars 2022 y una misión de retorno de muestra , planificada por la NASA y la Agencia Espacial Europea, tienen actualmente helicópteros a bordo.

La misión de retorno de muestras, programada para su lanzamiento en 2026, tiene un rover diseñado para recoger los tubos de muestras que recogerá Perseverance. Imagínese si el vehículo de búsqueda fuera acompañado por un helicóptero para asegurarse de que tomó la ruta más segura y eficiente desde su lugar de aterrizaje hasta el depósito de tubos y luego hasta el vehículo que llevará las muestras desde la superficie de Marte a la órbita. Esto puede parecer ciencia ficción, pero cada día es más factible.

El ingenio aparentemente se llevó a bordo de un pequeño lienzo del avión de los hermanos Wright, el Wright Flyer. Claramente, fue una excelente muestra de éxito para la pequeña nave espacial. Los vuelos a través de la superficie de Marte probablemente nunca serán tan comunes como los vuelos a través de la Tierra, pero sucederán. Quizás este primer vuelo no fue un pequeño paso o un salto gigante, pero ciertamente fue un ascenso a la historia de las palas de un rotor.

Monica Grady es profesora de ciencias planetarias y espaciales en The Open University.

Este artículo apareció por primera vez en The Conversation .


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