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).



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Por Daniel Marín, publicado el 3 mayo, 2023
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