Más de 50 vuelos de Ingenuity en Marte y el futuro de los helicópteros en el planeta rojo

Por Daniel Marín, el 3 mayo, 2023. Categoría(s): Astronáutica • Marte • NASA ✎ 54

El 19 de abril de 2021 la NASA hizo historia al realizar el primer vuelo propulsado en otro mundo. En su primer trayecto, que solo duró 39,1 segundos, el pequeño dron Ingenuity alcanzó una altitud de 3 metros después de acelerar sus rotores gemelos contrarrotatorios de 1,2 metros de diámetro por encima de las 2500 revoluciones por minuto. En principio, Ingenuity solo debía volar cinco veces en el marco de un programa experimental para validar su diseño. Sin embargo, su éxito técnico y mediático llevaron a la NASA a ampliar su vida útil, sobre todo una vez se comprobó que los temores de posibles interferencias con el programa científico del rover Perseverance eran infundados. A partir del sexto vuelo, el 22 de mayo de 2021, Ingenuity comenzó una nueva fase de «demostración de operaciones». Y así ha seguido hasta ahora. El pasado 13 de abril de 2023, Ingenuity efectuó su 50º vuelo, con una duración de 145,7 segundos y una distancia horizontal recorrida de 322 metros. Poco después, el 22 de abril, realizó su 51º vuelo, en el que cubrió 188 metros de distancia horizontal.

El rover Perseverance (a la izquierda, ¿lo ves?) en el borde del cráter Belva visto por Ingenuity a 12 metros de altura el 22 de abril de 2023 (sol 772). Se aprecia la sombra de Ingenuity en el centro de la imagen (NASA/JPL-Caltech).

En estos dos años de servicio, Ingenuity —o, como se le conoce según denominación formal, Ingenuity Mars Helicopter— ha recorrido 11,7 kilómetros en total durante 91,4 minutos de vuelo, alcanzando una altitud máxima de 18 metros y una velocidad punta de 6,5 m/s (23,4 km/h). Este helicóptero de 1,8 kilogramos de masa y 59 centímetros de altura ha acompañado a Perseverance en su camino a la parte superior del delta fluvial fósil del cráter Jezero y actualmente los dos emisarios de la humanidad se encuentran en las inmediaciones del cráter Belva. El 19 de enero, Ingenuity dejó atrás el fondo del cráter Jezero durante su 40º vuelo para elevarse hacia la zona del delta. El helicóptero se comunica a través de Perseverance, por lo que no puede alejarse más de un kilómetro del mismo. En este sentido, el conocimiento exacto del relieve del delta, una región más escarpada que la del fondo del cráter, es crucial, ya que si Ingenuity aterriza en una zona en la que no tenga línea de visión directa con Perseverance se perderán las comunicaciones.

Ingenuity visto por Perseverance el 16 de abril de 2023 (sol 766) a 23 metros de distancia (NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS).
Posición actual de Perseverance e Ingenuity en el delta del cráter Jezero (NASA).
Trayecto de Perseverance (naranja) e Ingenuity (verde) hasta marzo de 2023 (NASA).
Ingenuity visto por Perseverance el 14 de abril de 2023 (sol 764) en el ‘campo Mu’ después de completar su 50º vuelo (NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS).
Imagen de Ingenuity visto por Perseverance el 16 de abril de 2023 (sol 766) (NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS).

El pequeño panel solar de Ingenuity ha seguido alimentando las seis baterías de ion litio de la aeronave, que, contra todo pronóstico, han aguantado las enormes diferencias de temperaturas entre el día y la noche marcianos. Ingenuity solo ha interrumpido sus vuelos brevemente entre el 11 de junio y el 20 de agosto de 2022 (entre el vuelo 29º y el 30º) debido a las condiciones de iluminación del invierno local, que impedían la adecuada carga de las baterías. También ha reducido sus operaciones cuando la cantidad de polvo en la atmósfera es especialmente elevada. El inesperado éxito de Ingenuity ha reforzado los planes para construir un sucesor más avanzado capaz de realizar misiones científicas.

Ingenuity visto por Perseverance poco después de dejarlo en el suelo del cráter Jezero (NASA/JPL-Caltech).
Restos alienígenas en Marte: el escudo térmico trasero y el paracaídas de Mars 2020 vistos por Ingenuity el 19 de abril de 2022 (NASA/JPL-Caltech).
Ingenuity visto por Perseverance el 15 de junio de 2021 (sol 114) (NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS).

El proyecto más importante en esta línea es el Mars Science Helicopter (MSH), una sonda que se ha propuesto en dos diseños, uno con dos rotores coaxiales como Ingenuity, con hasta 1,3 kg de instrumentos científicos, y otro en formato hexacóptero, más grande, de hasta 30 kg y capaz de llevar 5 kg de instrumentos. El objetivo principal de MSH serían las regiones especialmente escarpadas del planeta y los depósitos expuestos de hielo de agua o las zonas en las que se cree que todavía hay agua líquida de forma ocasional. Estas últimas zonas son muy difíciles de explorar mediante rovers u otros vehículos de superficie por el riesgo de contaminación biológica (vamos, para evitar llevar microorganismos terrestres que puedan prosperar en Marte). MSH llevaría tres instrumentos sencillos: una cámara infrarroja, una estación meteorológica y un espectrómetro de neutrones (para estimar la cantidad de hielo en el subsuelo).

Diseños para la misión Mars Science Helicopter (MSH) (NASA).
MSH podrá estudiar los depósitos de hielo de agua sin riesgo de contaminarlos (NASA).

Pero MSH es una misión que todavía queda lejos en el futuro. El siguiente helicóptero de la NASA que volará por los cielos de Marte es el SRH (Sample Recovery Helicopter), una variante mejorada de Ingenuity que volará en la sonda SRL (Sample Retrieval Lander), que debe despegar en 2028 y aterrizar en Marte en 2030 en el cráter Jezero. La NASA espera que Perseverance esté activo dentro de siete años para llevar las muestras recolectadas hasta la sonda SRL, que serán puestas en órbita marciana por el cohete MAV y luego recogidas por la sonda europea ERO para traerlas a la Tierra en 2030. En caso de que Perseverance no esté funcionando, SRH es el plan B de la NASA. El helicóptero volará hasta los lugares en los que Percy ha depositado tubos de muestras en Jezero y los llevará hasta la sonda SRL. El dron SRH empleará el diseño de Ingenuity y tendrá sus mismas dimensiones, pero incorporará un pequeño brazo robot para recoger muestras y un tren de aterrizaje con pequeñas ruedas de 10 centímetros de diámetro para acercarse hasta los tubos que debe recoger. Debido a estas modificaciones, la masa de SRH aumentará hasta los 2.26 kg y será capaz de recorrer hasta 700 metros en cada vuelo. El proceso de recogida de un tubo de muestras llevará cuatro días marcianos (soles). La sonda SRL debía llevar no uno, sino dos helicópteros SRH, pero el elevado coste de la misión de retorno de muestras de Marte ha obligado a la NASA a considerar reducir el número de drones a tan solo uno.

El helicóptero SRH de la sonda SRL recogiendo tubos de muestras de Prseverance (NASA).
Helicóptero SRH para llevar muestras de Perseverance a la sonda SRL (NASA).

Pero es muy posible que el próximo helicóptero que surque los cielos marcianos no sea el SRH. China anunció hace dos años sus planes para construir un dron equivalente a Ingenuity que volará en la sonda de aterrizaje de la misión Tianwen 3. Inicialmente prevista para 2028, esta misión se ha retrasado a 2030, aunque, de tener éxito, seguiría adelantándose a la misión MSR de NASA y ESA, cuyas muestras no llegarían a la Tierra hasta 2033. Es posible que el «Ingenuity chino» se dedique a recoger muestras directamente de la superficie marciana o simplemente sirva para identificar rocas y zonas interesantes y luego los robots con patas que llevará la sonda serán los encargados de recoger las muestras. En cualquier caso, está claro que los helicópteros seguirán volando por la tenue atmósfera marciana.

Prototipo de helicóptero marciano chino de 2021 (http://nssc.ac.cn/).
La sonda de aterrizaje de la misión Tianwen 3, que llevará el cohete para poner las muestras marcianas en órbita del planeta rojo y quizá un helicóptero similar a Ingenuity (Weibo/Nanjing University).
Las dos sondas de la misión china de retorno de muestras de Marte Tianwen 3 (CNSA).



54 Comentarios

  1. ¿Sería capaz Ingenuity de quitar el polvo depositado sobre los paneles de Perseverance con el movimiento de sus rotores?

    1. En la exploración espacial el peso que transportan las naves se traduce en costos y en rendimiento del combustible. La humanidad ha avanzado mucho, pero el camino por recorrer es muy largo aún para lograr el diseño y construcción de naves más eficientes en cuanto a alcance y peso útil transportable a otro mundo.

    2. No estoy muy de acuerdo en lo que dicen Ángel y Rolobre o al menos habría que matizar lo que dicen. No es una cuestión de masa, porque un helicóptero, cualquier máquina voladora, y más en la tan poco densa atmósfera de Marte, debe ser poco masivo por definición. En todo caso el problema sería el volúmen, qué, si llevase a aumentar las dimensiones de la sonda que lo llevase hasta Marte, sí podría penalizar toda la operación.
      El problema principal es que es MUY difícil hacer volar algo en Marte debido a su casi inexistente atmósfera (por mucho que su gravedad sea menor), de ahí que la carga científica de un aparato así, frente a su equivalente en rover, muchísimo menor.

    3. Explicación de un cuñado ignorante como yo:

      Ingenuity es un demostrador tecnológico, no un proyecto con una misión de investigación principal. Se supone que es el primero y se esperaba recabar datos del funcionamiento del helicóptero y ver qué tal respondía al ambiente marciano.

      Ingenuity depende del rover para la transmisión de datos a tierra. Por lo que depende de él. Pero la misión de Percy es la importante, principal. Había voces en contra de que fueran en la misma misión, debido a que tenían miedo de que pudiera provocar un problema al proyecto principal (yo que sé … que se estrelle el dron contra el rover).

    4. Los helicópteros giran sus rotores a 500 rpm, el dron ingenuity lo tiene que hacer entre 2000 y 4000 revoluciones por minuto para levantar vuelo en Marte

  2. Un ingenio muy resistente. A por los 100 vuelos !

    En caso de quedarse fuera del alcance de Perseverance o desenfilado, supongo que no habría problema en que esté rodeara la colina y se pusiera en contacto de nuevo. (Plan B)

  3. Un gran logro para un simple demostrado de tecnología ojalá que llegue a los 100 y que lleguen más drones para continuar la exploración de marte 🤩

  4. Bueno, nobleza obliga. Yo fui uno de los mayores críticos de Ingenuity cuando fue anunciado, y debo decir que me tengo que comer mis palabras.

    La verdad es que con un diseño simple y muchas partes «off the shelf» la NASA se montó un increíble aparato.

    Esperemos que siga ayudando a Percy en su incansable periplo por Marte!

      1. Perseverance lleva mucho tiempo explorando ese antiguo delta donde se suponía que se podía encontrar fósiles de vida antigua o descartarla. ¿Se sabe algo al respecto?

        1. @Joanot
          Pues por el momento no, a menos que se tropiezen mañana con un milagro natural equivalente a un Burgess Shale marciano o quizas algo mas visual y demasiado obvio como Mistaken Point o La Costa Jurasica britanica.

      1. Cuando fue propuesto la verdad es que no le tenía mucha fe a que siquiera despegara, dada la simpleza del diseño y laa inclemencia del clima marciano. Pero la verdad es que ha funcionado de maravilla.

  5. Ante todo, increíble… Aparatos creados por el hombre sobre la superficie de un planeta que no es la Tierra. Y teledirigidos como un niño haría con un coche en miniatura y un telecomando en sus manos.

    Los colores de las imágenes marcianas, ¿son los que vería un ojo humano allí?

    podi-.

  6. ¿Es posible el uso de una Renault Kangoo en suelo marciano?

    Hay gente en esta comunidad que, por lo que parece, podría estar encantada con la idea.

  7. El droncóptero marciano de Perseverance, la Junocam de la sonda Juno… Elementos que al principio no le hacían gracia a algunos científicos y que luego han resultado ser grandes éxitos.

    1. como las estaciones meteorológicas españolas !!!
      Grandes y fenomenales sorpresas !!

      Yo veia al famoso Mariano Medina en blanco y negro dar su parte (en 2 minutos mapa e isobaras co frentes) no como ahora que te marean 15-20 minutos o mas de información iterativa …. total …¿para qué? Atontarnos.

      Deberiamos volver a lo ajustado o adecuado en tiempo. (meteorológico)

      (que mal lo llevo)

  8. Si a mí me hubieran dicho hace 15 años que un pequeño dron helicóptero iba a funcionar tan bien en la tenue atmósfera marciana, no me lo habría creido. Espectacular.
    Por otra parte, el pie de foto «Restos alienígenas en Marte» es super sugerente. Como siempre, genial reportaje de Daniel.

    Saludos.

    1. Es que no nos acabamos de dejar de sorprender con tantas cosas extraordinarias en estos últimos años, con cohetes reutilizables, cohetes que aterrizan, algoritmos/computadoras que conversan, rascacielos de más de 800 metros, ingeniería 3D, autos que se manejan solos,… y ¡helicópteros en Marte!
      Nuestro niño interior de parabienes y nuestro yo adulto en estado de shock😊.

  9. Acabo de ver, al lado de esta entrada de Daniel, dos eventos protagonizados por Javier Pelaez que yo juzgo dignos de resaltarse aquí (aunque nada tengan que ver justo con esta entrada de Daniel):
    – Una especie de charlas sobre «Dos culturas», que Javier presentará. Es un intento de juntar danzas y no sé qué más con la divulgación científica. Por supuesto, que siempre en esta clase de eventos hay unos minutos (política y) correctamente reservados a las niñas que quieran ser científicas (en vez de animar a todo el que quiera a ser científico).
    – y una serie de audios sobre historia, que Javier quiere empezar con Cabeza de Vaca.

    Bueno, hace ya muchos años le dije a Javier Pelaez que lo suyo no era la divulgación científica. No basta con crear una plataforma donde personas de más valía que él mismo divulguen ciencia para que el propio Javier se presentase como divulgador científico . Compruebo que al fin me hace caso y se dedica a cosas más sencillitas.
    El Ingenuity ha dado 50 «saltos», pero hay gente que necesita dar muchos más «saltos» por la vida para darse cuenta de cuál es su sitio.

      1. Mi sitio es el de un físico, que sabe de física (en concreto de cuántica, cosmología y astronomía).
        También mi sitio es el de un estadístico aficionado a los sistemas complejos. Ligado con esto, me he aficionado tanto a determinados temas que me gusta comprenderlos desde el punto de vista de sistemas complejos. Estos temas son: el origen y la evolución de la vida, el clima terrestre (y la estafa del cambio climático antropogénico), las finanzas y los vaivenes de las bolsas, el cerebro humano, la inteligencia artificial y el big data, etc.
        Y también mi sitio es el de un atiguo ingeniero, (es decir, uno que ahora no está en ejercicio), pero que siente añoranza por aquellos proyectos de I+D+i en empresas punteras.

        X3rman, quizás conoces mi nombre real y quizás hayas leído un documento que escribí en el 2003 para la Autoridad Portuaria de Valencia. O quizás has dado en la diana por pura suerte o intuición. El caso es que no tengo inconveniente en aclararte (aunque no te conozco de nada) que sí: que en el pasado he estado interesado en algún proyecto para ese ente, pero que ahora no estoy en ninguna forma ligado a él.

        Mi crítica a Javier no tuvo mala intención. Que Javier quiere mezclar Naukas con los bailes de salón (o con lo que sea), pues que haga lo que le dé la gana. Yo de todo Naukas sólo sigo este blog de Daniel (y porque Daniel no bloquea mis comentarios, que si no fuese así ya haría años que habría dejado de visitar todo Naukas).

    1. El cacharro no es nada del otro mundo pero la misión en sí me sorprendió no tenía esperanza de que en una atmósfera tan poco densa eso se elevara me imagino que la débil gravedad de Marte ayudaría un poco sumado a la poca masa de ingenuity.

  10. Ingenuity ha cerrado el pico a los científicos ultraortodoxos. Por desgracia para ellos, la Ciencia y la Ingeniería no se estancan.

  11. Viendo el diseño del ingenuity. No hubiese sido mejor poner el panel solar debajo de las palas asi estas mantendrian limpio de polvo el panel solar.?

  12. Pero saben qué? me lo voy a comprar,

    https://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-934548772-cohete-spacex-starship-sn20-superheavy-base-impresion-3d-_JM#reco_item_pos=1&reco_backend=machinalis-seller-items-pdp&reco_backend_type=low_level&reco_client=vip-seller_items-above&reco_id=251da340-391a-4451-bf79-59d2821a44ef

    y después a lo mejor, alguno invite a hacer los deberes en casa y después de la merienda, jugamos a los cohetes.
    Pero sin explotar, eh? Rompe-paga.

  13. Pero saben qué? me lo voy a comprar,

    https://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-934548772-cohete-spacex-starship-sn20-superheavy-base-impresion-3d-_JM#reco_item_pos=1&reco_backend=machinalis-seller-items-pdp&reco_backend_type=low_level&reco_client=vip-seller_items-above&reco_id=251da340-391a-4451-bf79-59d2821a44ef

    y después a lo mejor, alguno invite a hacer los deberes en casa y después de la merienda, jugamos a los cohetes.
    Pero sin explotar, eh? Rompe-paga.

  14. Para cuando la Sample Return de la NASA aterrice en Marte, se espera que Percy siga en funcionamiento… espero que no se arrepientan, dentro de 7 años, de no haber metido al rover europeo dentro de la arquitectura de la misión.
    ***
    Abandonando el lado pesimista, si todo va conforme al plan, será Percy quien entregue las muestras y entonces… ¿qué hará el rover SRH? ¿lo harán compatible con Percy para que en caso de no ser necesario pueda volver a poner nerviosos al equipo científico de Perseverance y tener que aguantar otro dron durante otro buen porrón de años?
    Pero…aún hay más!! ¡¡¡más optimismo!!! Y si nos imaginamos al grupo de científicos ultraortodoxos… teniendo que lidiar con ¡¡¡dos drones!!! (pensando que Ingy le haga un Oppy al equipo de Percy)

    Perdón por los diminutivos, pero es que son nombre largos de escribir 😛

      1. ¡Todavía hay más aún!

        Podrán jugar al ping-pong o a la paleta (en los pasillos del submundo de los científicos ortodoxos se comenta que por el poco peso y volumen, está previsto que lleven una pelotita de ping-pong)😋.

    1. Estoy visualizando un futuro lejano… donde Percy ya no pueda moverse más y quede varado para siempre en cualquier terreno favorable… haciendo de repetidor para el dron SRH que todavía estará funcionando y viajando aquí y allá, probando al límite de vuelos y distancias. Con los ultraortodoxos ya con su oficina cerrada, en plan archivo de datos de misión, y el Ingy o el SRH dando saltitos por aquí y por allá… 🤣

    1. Esa es otra, los drones, en plural si Ingy sigue vivo para entonces, podrían hacer una retransmisión fabulosa del lanzamiento del cohete con las muestras!

  15. La verdad es que un dron abre muchas posibilidades, sobretodo por que acorta mucho los tiempos y distancias en la difícil orografia de Marte. Le dará una adaptabilidad impensable hasta ahora a las misiones. Claro que los problemas logísticos siguen siendo tremendos, sobretodo el peso y autonomía, pero la brecha tecnológica se va cerrando. Las posibilidades son enormes, cartografiado en detalle, buscar posibles yacimientos a estudiar, … y si le ponen un martillico y un cepillo para sacar muestras sanas, ya sería la pera.

  16. ¿Con qué poco se puede hacer un paleontólogo artificial? Cepillo y paciencia…
    Y hasta sacan algo con forma de hueso o con forma redonda compuesta de carbonato de calcio🙂.

Deja un comentario

Por Daniel Marín, publicado el 3 mayo, 2023
Categoría(s): Astronáutica • Marte • NASA