El helicóptero Ingenuity de la NASA desbloqueó sus palas, lo que les permitió girar libremente el 7 de abril de 2021, el 47 ° Día de la Misión Marciana. Esta foto fue tomada por la cámara Mastcam-Z a bordo del rover Perseverance Mars de la NASA el 8 de abril de 2021. Crédito: NASA / JPL-Caltech
El helicóptero Ingenuity Mars de la NASA está a dos días del primer intento de la humanidad de realizar un vuelo controlado y con motor en otro planeta. Si todo va según lo planeado, un helicóptero de 4 libras (1,8 kg) despegará del cráter Jezero en Marte el domingo 11 de abril a las 12:30 PM hora solar local de Marte (10:54 PM EDT), flotando 10 pies (3 metros) sobre la superficie durante un máximo de 30 segundos. Los especialistas en control de vuelo del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California esperan recibir los primeros datos de la primera prueba de vuelo a la mañana siguiente alrededor de las 4:15 EST.
“Aunque Ingenuity no tiene ningún instrumento científico, el pequeño helicóptero ya está dejando su huella en todo el mundo a medida que los futuros líderes rastrean su progreso hacia un primer vuelo sin precedentes”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador científico adjunto de la NASA. “Estamos haciendo demostraciones técnicas como esta para ampliar el alcance de nuestra experiencia y proporcionar algo para que la próxima misión y la próxima generación construyan. Así como Ingenuity se inspiró en los hermanos Wright, los futuros exploradores se beneficiarán tanto de los datos como de la inspiración de esta misión “.
El helicóptero marciano es una demostración de tecnología de alto riesgo con grandes recompensas. Si Ingenuity hubiera encontrado dificultades durante su misión de 30 en solitario (Día Marciano), esto no afectaría la recopilación de información científica como parte de la misión del rover Marseverance de la NASA.
Volar de manera controlada en Marte es mucho más difícil que volar en la Tierra. Aunque la gravedad en Marte es aproximadamente un tercio de la de la Tierra, un helicóptero debe volar con la ayuda de una atmósfera cuya presión superficial es solo el 1% de la de la Tierra. Si tiene éxito, los ingenieros obtendrán valiosos datos de vuelo a Marte para compararlos con modelos, simulaciones y pruebas realizadas en la Tierra. La NASA también obtendrá la primera experiencia práctica en la operación de helicópteros de forma remota en Marte. Estos conjuntos de datos serán invaluables para posibles misiones futuras a Marte que podrían involucrar a helicópteros de próxima generación para dar a sus exploraciones una dimensión aérea.
“Desde el primer día de este proyecto, nuestro equipo enfrentó una serie de desafíos técnicos aparentemente insuperables”, dijo MiMi Aung, gerente de proyectos Ingenuity de JPL. “Y aquí estamos, a salvo en Marte, en vísperas de nuestro primer intento de vuelo. Hemos llegado hasta aquí con una mentalidad de “nunca digas que muere”, con muchos amigos de diferentes disciplinas técnicas y una agencia a la que le gusta llevar las ideas lejos de la realidad.
Anatomía del primer vuelo
El vuelo del domingo será autónomo, y los sistemas de guía, navegación y control Ingenuity serán los encargados del pilotaje. Esto se debe principalmente a que la señal de radio tardará 15 minutos y 27 segundos en llenar la brecha de 173 millones de millas (278 millones de kilómetros) entre Marte y la Tierra. Esto también se debe a que casi todo en el Planeta Rojo es exigente.
Un helicóptero Ingenuity de la NASA realiza una prueba lenta de sus palas el 8 de abril de 2021, el 48 ° día marciano de la misión. Esta foto fue capturada por cámaras de navegación en el rover Marseverance de la NASA. Fuente: NASA / JPL-Caltech
“Marte es difícil no solo cuando aterrizas, sino también cuando intentas despegar y volar”, dijo Aung. “Tiene mucha menos gravedad, pero menos del 1% de la presión de nuestra atmósfera en su superficie. Combine estos elementos y obtendrá un vehículo que requiere que todas las entradas sean correctas “.
Los eventos previos a la primera prueba de vuelo comienzan cuando el rover Perseverance, que sirve como estación base de comunicaciones para Ingenuity, recibe instrucciones de la Tierra para el día. Estos comandos viajan desde los controladores de la misión en JPL a través de la Red de Espacio Profundo de la NASA hasta la antena receptora a bordo del Perseverance. Después de estacionarse en Van Zyl Overlook, a unos 65 metros de distancia, el rover transmitirá los comandos al helicóptero aproximadamente una hora más tarde.
Luego, a las 10:53 p.m. CET, Ingenuity comenzará innumerables pruebas previas al vuelo. El helicóptero repetirá la prueba de movimiento de pala que realizó tres soles antes. Si los algoritmos que soportan los sistemas de guía, navegación y control están satisfechos con los resultados de la prueba, activarán la unidad de medición inercial (dispositivo electrónico que mide la orientación y rotación del vehículo) y el inclinómetro (que mide la inclinación). Si todo está bien, el helicóptero reajustará el paso de las palas del rotor, configurándolas para que no generen sustentación durante la primera parte de la aceleración.
Las palas del rotor tardarán unos 12 segundos en acelerar para pasar de 0 a 2537 RPM, la velocidad óptima para el primer vuelo. Después de una verificación final del sistema, la pendiente de las palas del rotor se cambiará nuevamente, esta vez para que puedan excavar en las pocas moléculas de dióxido de carbono, nitrógeno y argón que están disponibles en la atmósfera cerca de la superficie marciana. Momentos después, comenzará la primera prueba de vuelo experimental en otro planeta.
“Debería llevarnos unos seis segundos alcanzar la altitud máxima en este primer vuelo”, dijo Håvard Grip de JPL, gerente de control de tráfico aéreo de Ingenuity. “Cuando alcancemos los 10 pies, Ingenuity entrará en un vuelo estacionario que debería durar, si todo va bien, unos 30 segundos”.
Mientras está en vuelo estacionario, la cámara de navegación del helicóptero y el altímetro láser enviarán información a la computadora de navegación para garantizar que Ingenuity permanezca no solo horizontal sino también centrado en el aeropuerto 10 por 10 metros (33 por 33 pies), y un parche de propiedad marciana elegido por la planitud y la ausencia de obstáculos. El helicóptero marciano descenderá y aterrizará de nuevo en la superficie del cráter Jezero, enviando datos a la Tierra a través de Perseverance para confirmar el vuelo.
Se espera que Perseverance obtenga imágenes de vuelo usando imágenes de Navcam y Mastcam-Z, con imágenes esperadas por la noche (temprano el lunes 12 de abril en el sur de California). El helicóptero también documentará el vuelo desde su perspectiva, con una imagen en color y algunas fotos de navegación en blanco y negro de menor resolución que probablemente estarán disponibles a la mañana siguiente.
“Los hermanos Wright solo tuvieron un puñado de testigos presenciales de su primer vuelo, pero afortunadamente el momento histórico ha sido capturado en una gran foto”, dijo Michael Watkins, director de JPL. “Ahora, 117 años después, podemos brindar una gran oportunidad para compartir los resultados de nuestro primer intento de vuelo controlado y mecanizado en otro mundo a través de nuestros fotógrafos robóticos en Marte”.
NASA TV transmitirá la banda en vivo a medida que los datos estén disponibles, con comentarios a partir de las 3:30 EST.
Proporcionado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro