El helicóptero Ingenuity de la NASA hizo historia al volar en Marte

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Nota del editor: esta historia se actualizó con detalles del segundo vuelo de Ingenuity.


Un helicóptero acaba de volar sobre Marte. El ingenio de la NASA flotó durante unos 40 segundos sobre la superficie del planeta rojo, marcando el primer vuelo de una nave espacial en otro planeta.

En la madrugada del 19 de abril, el helicóptero hizo girar sus palas de rotor de fibra de carbono y se elevó en el tenue aire marciano. Se elevó unos tres metros sobre el suelo, giró para mirar al vehículo Perseverance de la NASA, tomó una fotografía y volvió a colocarse en el suelo.

«Piel de gallina. Se ve exactamente como lo habíamos probado en nuestras cámaras de prueba ”, dijo el gerente del proyecto Ingenuity MiMi Aung en una conferencia de prensa después del vuelo. “Vuelo absolutamente hermoso. No creo que pueda dejar de verlo una y otra vez «.

Cuando los datos del vuelo comenzaron a llegar a la sala de control de la misión de Ingenuity en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, alrededor de las 6:35 am EDT, se hizo un silencio. Y luego estallaron vítores cuando Håvard Grip, el líder de guía, navegación y control de Ingenuity, anunció: «Confirmó que Ingenuity realizó su primer vuelo, el primer vuelo de un avión propulsado en otro planeta».

imagen de la sombra del helicóptero Ingenuity durante su primer vuelo
El helicóptero Ingenuity de la NASA tomó esta foto de su propia sombra mientras flotaba a unos tres metros en el aire marciano el 19 de abril.JPL-Caltech / NASA

“Es asombroso, brillante. Todo el mundo está muy emocionado ”, dijo la ingeniera mecánica y miembro del equipo Taryn Bailey. «Yo diría que es un éxito».

El vuelo, originalmente programado para el 11 de abril, se retrasó para actualizar el software del helicóptero después de que una prueba de las palas del rotor mostró problemas para cambiar del modo de vuelo previo al vuelo. Después del reinicio, una prueba de giro a alta velocidad el 16 de abril sugirió que el cambio probablemente funcionaría, preparando el escenario para el vuelo del 19 de abril.

“Nunca te dejo celebrar por completo. Cada vez que alcanzamos un hito importante, digo, todavía no, todavía no ”, dijo Aung al equipo momentos después de que se confirmó el vuelo. Ahora es el momento de celebrar, dijo. “Toma ese momento y después de eso, volvamos al trabajo y más vuelos. Felicidades.»

El ingenio se elevó a la delgada atmósfera marciana por primera vez el 19 de abril, lo que demuestra que el vuelo es posible en otro planeta. Este video fue tomado por el rover Perseverance, que observó desde una distancia segura.

Este primer vuelo fue una prueba de la tecnología; El ingenio no hará ninguna ciencia durante su misión, que durará 30 días marcianos desde el momento en que se separó del rover, el equivalente a 31 días en la Tierra. Pero su éxito demuestra que el vuelo propulsado es posible en la delgada atmósfera de Marte. Los futuros vehículos aéreos en Marte podrían ayudar a los rovers o astronautas humanos a explorar caminos seguros a través de paisajes desconocidos, o llegar a terrenos complicados que un rover no puede atravesar.

“Las demostraciones de tecnología son realmente importantes para todos nosotros”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA. «Es tomar una herramienta que no hemos podido usar y ponerla en la caja de herramientas que tenemos disponibles para todas nuestras misiones en Marte».

El vuelo de Ingenuity fue la culminación de más de siete años de imaginar, construir, probar y esperar al equipo de vuelo.

“De eso se trata la construcción de sistemas únicos y experimentos de vuelo: diseñar, probar, aprender del diseño, ajustar el diseño, probar, repetir hasta el éxito”, dijo Aung en una rueda de prensa el 9 de abril.

Aung y su equipo comenzaron a probar los primeros prototipos de un helicóptero de Marte en una cámara de prueba de 7,62 metros de ancho en el JPL en 2014. No era un hecho que volar en Marte fuera posible, dijo Aung. «Es un desafío por muchas razones diferentes».

Antes de viajar a Marte en el rover Perseverance, Ingenuity se sometió a pruebas exhaustivas en un simulador de Marte en la Tierra. Sus ingenieros experimentaron con los primeros prototipos y más tarde con el ingenio mismo. Estas pruebas convencieron al equipo de que la nave podría volar en la delgada atmósfera de Marte.

A pesar de que la gravedad de Marte es solo aproximadamente un tercio de la de la Tierra, la densidad del aire es aproximadamente el 1 por ciento que al nivel del mar en la Tierra. Es difícil para las aspas del helicóptero empujar contra ese aire tan fino con la fuerza suficiente para despegar del suelo.

Otra forma de pensar es que el aire es más delgado en Marte que a tres veces la altura del Monte Everest, dijo la ingeniera de Ingenuity Amelia Quon del JPL en la rueda de prensa. “Generalmente no volamos cosas tan alto”, dijo Quon. «Había algunas personas que dudaban de que pudiéramos generar suficiente sustentación para volar en esa delgada atmósfera marciana».

Entonces, Quon y su equipo sometieron el helicóptero a una serie de pruebas durante cinco años. «Mi trabajo … era hacer Marte en la Tierra, y lo suficiente como para que pudiéramos volar nuestro helicóptero en él», dijo Quon. La cámara de simulación de Marte podría vaciarse del aire de la Tierra y bombearse con dióxido de carbono a densidades similares a las de Marte. Algunas versiones del helicóptero se suspendieron del techo para simular la menor gravedad de Marte. Y velocidades del viento de hasta 30 metros por segundo fueron simuladas por un banco de alrededor de 900 ventiladores de computadora que soplaban hacia el helicóptero.

La versión final de Ingenuity es ligera, alrededor de 1,8 kilogramos. Sus palas son más largas (alrededor de 1,2 metros de envergadura) y giran más rápido (alrededor de 2.400 rotaciones por minuto) de lo que necesitaría un vehículo similar para poder volar en la Tierra. Para cuando el helicóptero viajó a Marte con el rover Perseverance en julio de 2020, los ingenieros confiaban en que el helicóptero podría volar y mantener el control en Marte (SN: 30/7/20).

La perseverancia aterrizó en una región llamada cráter Jezero el 18 de febrero (SN: 22/2/21). El helicóptero estuvo doblado debajo del vientre de Perseverance bajo un escudo protector hasta el 21 de marzo.

Durante las próximas semanas, Perseverance condujo para encontrar un lugar plano para el lanzamiento de Ingenuity. Luego, Ingenuity se desplegó lentamente y finalmente fue bajado suavemente al suelo debajo de Perseverance el 3 de abril. El rover se alejó rápidamente para sacar a Ingenuity de su sombra y permitir que el helicóptero cargara sus baterías con su panel solar, dándole suficiente energía para sobrevivir. la gélida noche marciana.

Perseverancia desempacando el helicóptero Ingenuity
El ingenio llegó a Marte doblado bajo el rover Perseverance en un escudo protector del tamaño de una caja de pizza. Después de aterrizar, Perseverance dejó caer el escudo y lentamente bajó Ingenuity al suelo, luego se alejó.JPL-Caltech / NASA

El 8 y 9 de abril, Ingenuity desplegó las palas de su rotor y probó su capacidad para girar en preparación para volar. Después de solucionar el problema del software y volver a probar las palas del rotor el 16 de abril, el vuelo recibió luz verde para el 19 de abril. Estaba programado para aproximadamente las 3:30 am hora del este del día 19 de abril, que corresponde a las 12:30 pm hora de Marte , temprano en la tarde. Eso le dio al panel solar de la nave suficiente tiempo para cargar sus baterías para el vuelo. También fue un momento en que los sensores meteorológicos de Perseverance, llamados MEDA, sugirieron que la velocidad promedio del viento sería de unos seis metros por segundo.

Ingenio probando sus rotores en Marte
El helicóptero Ingenuity de la NASA probó las palas de su rotor giratorio el 8 de abril, una semana y media antes de emprender el vuelo en el fino aire marciano por primera vez.JPL-Caltech / NASA

El ingenio tuvo que pilotearse a sí mismo durante el vuelo. Eso se debe en parte al retraso en la comunicación: Marte está lo suficientemente lejos de la Tierra como para que las señales de luz tarden unos 15 minutos en viajar entre los dos planetas. Pero también se debe a que el aire enrarecido de Marte dificulta el manejo del helicóptero. «Las cosas suceden demasiado rápido para que un piloto humano reaccione», dijo Quon.

Perseverance filmó el vuelo desde unos 65 metros de distancia, en un lugar llamado Van Zyl Overlook. El ingenio también filmó el vuelo desde su propia perspectiva, con dos juegos de cámaras: sus cámaras de navegación orientadas hacia abajo que capturan la vista debajo de él en blanco y negro, y sus cámaras a color escaneando el horizonte.

Imagen selfie de Perseverance rover con ingenio helicóptero en el fondo
Durante varios días, el rover Perseverance de la NASA bajó suavemente el helicóptero Ingenuity al suelo y luego se tomó esta selfie con él el 6 de abril desde unos cuatro metros de distancia. Luego, el rover se alejó a una distancia segura de 65 metros para prepararse para ver el primer vuelo de Ingenuity.MSSS / JPL-Caltech / NASA

El equipo espera realizar hasta cuatro vuelos más en el transcurso de la misión de Ingenuity. El segundo vuelo tuvo lugar temprano el 22 de abril. El ingenio se elevó cinco metros en el aire, se inclinó para volar dos metros hacia los lados y giró para tomar fotografías de los alrededores antes de aterrizar de manera segura.

Cada vuelo posterior será un poco más atrevido y arriesgado. «Vamos a empujar continuamente hasta el límite de este helicóptero», dijo Aung en la rueda de prensa del 19 de abril. Y cada uno se morderá las uñas: un solo mal aterrizaje podría acabar con las cosas de inmediato. El ingenio no tiene forma de enderezarse después de una caída.

Esa puede ser la forma en que termina la misión, admitió Aung. «En última instancia, esperamos que el helicóptero alcance su límite», dijo. Incluso si finalmente desaparece en un accidente, el equipo de ingeniería aprenderá información valiosa de cómo el helicóptero finalmente falla.

Al final de la misión de Ingenuity, Perseverance partirá, dejando atrás el pequeño helicóptero que podría, y continuará su propia misión: buscar señales de vida pasada en el cráter Jezero y almacenar rocas para una futura misión de regreso a la Tierra.

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