Prandtl-m, la pequeña ala volante marciana

Por Daniel Marín, el 4 julio, 2015. Categoría(s): Astronáutica • Marte • NASA • Sistema Solar ✎ 7

Marte tiene una atmósfera muy tenue, pero es una atmósfera al fin y al cabo, así que no es de extrañar que a lo largo de los años hayan surgido numerosas propuestas de aviones marcianos. Sin embargo, todas ellas han caído en el olvido por varios motivos. Principalmente, porque un avión suma los defectos de un orbitador a los de una sonda de superficie. Al igual que una misión de superficie, un avión es una misión arriesgada que requiere una entrada atmosférica y, dependiendo del diseño, incluye un complejo sistema para desplegar las alas. Además, a diferencia de las misiones de superficie normales, un avión no puede proporcionar datos directos sobre el suelo marciano ni recolectar muestras. La principal ventaja de un avión -obtener fotografías de alta resolución de zonas extensas- ha quedado en un segundo plano gracias a la flotilla de sondas que actualmente orbita Marte en la actualidad y, más concretamente, gracias a la sonda MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) y su potente cámara HiRISE.

Recreación artística del avión marciano Prandtl-m (NASA).
Recreación artística del avión marciano Prandtl-m (NASA/Dennis Calaba).

Mandar un avión más o menos convencional a Marte queda por tanto fuera de toda cuestión, pero eso no quita para que existan ciertas misiones que podrían ser llevadas a cabo por aeronaves con alas. Una posibilidad es emplear un avión como una carga secundaria en otra misión destinada a la superficie del planeta rojo. Y eso es precisamente lo que está estudiando la NASA de cara a la misión del rover de 2020. Esta sonda será tan grande como Curiosity y, al igual que esta, el escudo térmico estará dotado de una serie de pesos que actuarán como lastre para mover el centro de gravedad de la cápsula y permitir así ajustar la trayectoria de descenso. En el caso de Curiosity, el lastre estaba formado por varias masas inertes de tungsteno, pero la NASA ha sugerido sustituir el lastre por una carga útil. Esta carga iría dentro de un Cubesat 3U, es decir, un contenedor con un volumen de tres litros formado por la unión de tres satélites Cubesat, cada uno de diez centímetros de arista. Así que el siguiente paso es lógico: ¿por qué no metemos un avión en el Cubesat?

Dicho y hecho. El avión marciano, bautizado como Prandtl-m (Preliminary Research Aerodynamic Design to Land on Mars), viajaría dentro del Cubesat 3U y se desplegaría una vez que este se hubiera desprendido del escudo térmico. Con apenas 61 centímetros de envergadura, Prandtl-m tendría un peso de apenas medio kilogramo en Marte, o sea, unos 1,2 kgf en la Tierra y sería un ala volante pura para reducir el rozamiento y de paso simplificar el diseño y la secuencia de despliegue. El nombre del vehículo es un homenaje al ingeniero alemán Ludwig Prandtl, uno de los pioneros de la aeronáutica, y originalmente era el acrónimo de Primary Research Aerodynamic Design to Lower Drag. La pequeña aeronave carecería de propulsión propia, por lo que debería planear hasta alcanzar la superficie. El tiempo de vuelo sería de unos diez minutos y recorrería una distancia de 32 kilómetros en horizontal. Dependiendo del diseño final podría incorporar varios instrumentos además de varias cámaras a color.

Prototipo Prandtl-d durante unas pruebas realizadas este mes de junio ().
Prototipo Prandtl-d durante unas pruebas realizadas este mes de junio (NASA/Ken Ulbrich).

Prandtl-m es una propuesta del centro Armstrong de la NASA (antes conocido como Dryden) a cargo de un equipo liderado por Al Bowers. El diseño de la aeronave está basada en el pequeño planeador experimental Prandtl-d que ha sido probado este mismo mes de junio. Este año también está previsto que el equipo del centro Armstrong suelte el Prandtl-m desde un globo aerostático a más de treinta kilómetros de altura para simular la densidad de la atmósfera marciana. Más adelante se realizará otra prueba desde un globo, pero con el avión dentro de un contenedor Cubesat 3U para verificar la técnica de despliegue. No se descarta una tercera prueba con un cohete sonda lanzado desde Tucson (Arizona) o Tillamook (Oregón) que seguiría una trayectoria suborbital con un apogeo de 137 kilómetros. El avión Prandtl-m se separaría del Cubesat en el apogeo y desplegaría sus alas a una altura de 35 kilómetros, lo que permitiría simular la trayectoria del vehículo en la atmósfera terrestre. Prandtl-m no es la primera propuesta de avión marciano capaz de viajar como ‘polizón’ en un Cubesat y ya el año pasado pudimos ver conceptos tanto o más extraños.

Perfil de misión de un planeador marciano desplegado desde un Cubesat (NASA).
Perfil de misión de un planeador marciano desplegado desde un Cubesat (Reuben R. Rohrschneider et al.).
Otra propuesta de avión marciano que se puede desplegar desde un Cubesat ().
Otra propuesta de avión marciano que se puede desplegar desde un Cubesat (Reuben R. Rohrschneider et al.).

La NASA no ha confirmado que vaya a seleccionar una misión Cubesat como lastre para el rover de 2020 y, aunque lo haga, nada indica que al final opte por un avión. Bien podría decantarse por otra propuesta menos ambiciosa y, por tanto, con menos probabilidades de que algo salga mal. Pero, evidentemente, Prandtl-m y sus hermanos son quizás la última oportunidad que tenemos para ver un avión en Marte a medio plazo.

Referencias:

  • http://www.nasa.gov/centers/armstrong/features/mars_airplane.html
  • https://lochief.files.wordpress.com/2014/11/paper.pdf


7 Comentarios

  1. Yo la idea la veo bonita,¿ pero que datos puede aportarnos un aeroplano que no nos aporten ya los orbitadores, y los equipos terrestres?

    Fuera de eso, la idea es muy bonita.

    1. A corto plazo, supongo que la definición de la fotografía. A largo plazo, de salir bien la experiencia, puede imaginarse un sistema de control por inteligencia artificial que cuando encuentre algo que pueda tener un mayor interés lo sobrevuele rodeándolo.

  2. Yo me decanto más por un diseño estilo dron o helicóptero, algo que sea capaz de despegar después de tocar tierra. La idea de este aerodeslizador está bien, pero cuando llegue al suelo se acabó el cuento…

  3. Desde la más absoluta ignorancia, no parece descabellado pensar que aunque existan muchas formas de simular el vuelo en la atmósfera marciana, llevar ese ala y tomar datos de su vuelo aportaría información útil para posibles misiones futuras.

    No sólo como complemento a un orbitador (un aeroplano estilo Solar Impulse podría recorrer enormes distancias y tomar imágenes con mejor ángulo y proximidad), también de cara a conocer mejor la atmósfera marciana (vientos, densidades, …) parece también muy útil.

    Por ejemplo, para valorar enviar ¿un Zeppelin que podría aterrizar (y llevar muestras desde un rover hasta “la base”)?.

    Bueno, es un hablar por hablar sin tener ni idea… :/

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Por Daniel Marín, publicado el 4 julio, 2015
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