Cuando el rover Perseverance de Mars 2020 de la Nasa se lance este verano desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral en Florida, se llevará a cabo un experimento innovador: el helicóptero Ingenuity Mars, el primer helicóptero que intenta volar en otro planeta, una maravilla de la ingeniería.
El helicóptero puede pesar solo alrededor de 1,8 kilogramos, pero tiene algunas ambiciones descomunales.
«Los hermanos Wright demostraron que era posible un vuelo propulsado en la atmósfera de la Tierra, utilizando un avión experimental», dijo Håvard Grip, piloto principal de Ingenuity en el JPL de la Nasa en el sur de California. «Con ingenio, estamos tratando de hacer lo mismo para Marte».
He aquí seis características del primer helicóptero que viaja otro planeta:
- El ingenio es una prueba de vuelo. Es lo que se conoce como demostración de tecnología: un proyecto que busca probar una nueva capacidad por primera vez, con un alcance limitado. Las demostraciones tecnológicas innovadoras anteriores incluyen el rover Mars Pathfinder Sojourner y el pequeño Mars Cube One (MarCO) CubeSats que voló por Marte en 2018.
El ingenio presenta cuatro palas de fibra de carbono especialmente hechas, dispuestas en dos rotores que giran en direcciones opuestas a alrededor de 2.400 rpm, muchas veces más rápido que un helicóptero de pasajeros en la Tierra. También tiene células solares innovadoras, baterías y otros componentes. El ingenio no lleva instrumentos científicos y es un experimento separado del rover Perseverance de Mars 2020.
- Será la primera aeronave que intentará un vuelo controlado en otro planeta. El helicóptero Ingenuity Mars de la Nasa hará el primer intento de la historia de volar en otro planeta la próxima primavera. Viajará con la próxima misión de la agencia a Marte (el rover Mars 2020 Perseverance) cuando se lance este verano. Perseverance, con el helicóptero Ingenuity, aterrizará en Marte el 18 de febrero de 2021.
¿Qué hace que sea difícil para un helicóptero volar en Marte? Por un lado, la delgada atmósfera de Marte hace que sea difícil lograr suficiente elevación. Debido a que la atmósfera de Marte es 99% menos densa que la de la Tierra, Ingenuity debe ser ligero, con palas de rotor que sean mucho más grandes y giren mucho más rápido de lo que se necesitaría para un helicóptero de la masa de Ingenuity en la Tierra.
También puede hacer un frío extraordinario en el cráter Jezero, donde aterrizará Perseverance con el helicóptero Ingenuity en febrero de 2021. Las noches allí bajan a menos 130 grados Fahrenheit (menos 90 grados Celsius). Si bien el equipo de Ingenuity en la Tierra ha probado el helicóptero a temperaturas marcianas y cree que debería funcionar en Marte según lo previsto, el frío empujará los límites de diseño de muchas de las partes de Ingenuity.
Además, los controladores de vuelo en JPL no podrán controlar el helicóptero con un joystick. Los retrasos en la comunicación son una parte inherente del trabajo con naves espaciales a través de distancias interplanetarias. Las órdenes deberán enviarse con mucha anticipación y los datos de ingeniería regresarán de la nave espacial mucho después de que tenga lugar cada vuelo. Mientras tanto, Ingenuity tendrá mucha autonomía para tomar sus propias decisiones sobre cómo volar a un punto de referencia y mantenerse caliente.
- Ingenuity es un nombre apropiado para un robot que es el resultado de una creatividad extrema. La estudiante de secundaria Vaneeza Rupani de Northport, Alabama, presentó originalmente el nombre Ingenuity para el rover Mars 2020, antes de que se llamara Perseverance, pero los responsables de la NASA reconocieron la presentación como un nombre excelente para el helicóptero, dada la cantidad de pensamiento creativo que el equipo empleó para despegar la misión.
«El ingenio y la brillantez de las personas que trabajan duro para superar los desafíos de los viajes interplanetarios son lo que nos permite a todos experimentar las maravillas de la exploración espacial», escribió Rupani. «El ingenio es lo que permite a las personas lograr cosas asombrosas».
- Ingenuity ya ha demostrado hazañas de ingeniería. En pasos cuidadosos de 2014 a 2019, los ingenieros de JPL demostraron que era posible construir una aeronave ligera, capaz de generar suficiente elevación en la delgada atmósfera de Marte y capaz de sobrevivir en un entorno similar a ese planeta. Probaron modelos progresivamente más avanzados en simuladores espaciales específicos en JPL. En enero de 2019, el helicóptero real que viaja con Perseverancia al Planeta Rojo pasó su evaluación final de vuelo. Si fallara cualquiera de estos hitos, el experimento se habría fundamentado.
- El equipo de Ingenuity contará el éxito paso a paso. Dado lo primero que Ingenuity está tratando de lograr, el equipo tiene una larga lista de hitos que deberá superar antes de que el helicóptero pueda despegar este verano y aterrizar en la primavera de 2021. El equipo celebrará cada vez que se encuentren con uno. Los hitos incluyen:
– Sobrevivir al lanzamiento desde Cabo Cañaveral, el crucero a Marte y aterrizar en el Planeta Rojo;
– Despliegue seguro a la superficie desde el interior de Perseverance;
– Mantenerse caliente de forma autónoma a través de las noches marcianas intensamente frías;
– Se carga de forma autónoma con su panel solar.
Y luego Ingenuity hará su primer intento de vuelo. Si el helicóptero tiene éxito en ese primer vuelo, el equipo de Ingenuity intentará hasta otros cuatro vuelos de prueba dentro de una ventana de 30 días marcianos (31 días terrestres).
- Si el Ingenuity tiene éxito, la futura exploración de Marte podría incluir una ambiciosa dimensión aérea. Cuando el Ingenuity Mars Helicopter de la Nasa intente su primer vuelo de prueba en el Planeta Rojo, el rover Perseverance Mars 2020 estará cerca.
Ingenuity pretende demostrar las tecnologías necesarias para volar en la atmósfera marciana. Si tiene éxito, estas tecnologías podrían permitir otros vehículos voladores robóticos avanzados que podrían incluirse en futuras misiones robóticas y tripuladas a Marte. Podrían ofrecer un punto de vista único no proporcionado por los orbitadores actuales a gran altura o por rovers y aterrizadores en el suelo, proporcionar imágenes de alta definición y reconocimiento para robots o humanos, y permitir el acceso al terreno que es difícil de alcanzar para los rovers.
«El equipo de Ingenuity ha hecho todo lo posible para probar el helicóptero en la Tierra, y esperamos volar nuestro experimento en el entorno real de Marte», dijo Mimi Aung, gerente de proyectos de Ingenuity en JPL. «Aprenderemos todo el tiempo y será la mejor recompensa para nuestro equipo poder agregar otra dimensión a la forma en que exploramos otros mundos en el futuro».
