Los ingenieros irán más allá de los confines de la Tierra para encontrar más prestaciones para los futuros helicópteros de Marte.
Por primera vez en la historia, dos planetas han acogido pruebas de futuros diseños de aeronaves. En este mundo, se ha probado recientemente en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, en el sur de California, un nuevo rotor que podría utilizarse en la próxima generación de helicópteros de Marte, girando a velocidades casi supersónicas (0,95 Mach). Mientras tanto, el Ingenuity Mars Helicopter de la agencia ha logrado nuevos récords de altitud y velocidad en el Planeta Rojo en el marco de las pruebas de vuelo experimental.
«Nuestras pruebas de helicópteros de próxima generación para Marte han tenido literalmente lo mejor de ambos mundos», dijo Teddy Tzanetos, director del proyecto Ingenuity y responsable de los helicópteros de recuperación de muestras de Marte. «Aquí en la Tierra, tienes toda la instrumentación y la inmediatez práctica que podrías esperar mientras pruebas nuevos componentes de aeronaves. En Marte se dan las condiciones reales que nunca se podrían recrear aquí en la Tierra». Esto incluye una atmósfera muy fina y una gravedad mucho menor que en la Tierra.
Las palas del rotor de fibra de carbono de nueva generación que se están probando en la Tierra son casi 4 pulgadas (más de 10 centímetros) más largas que las del Ingenuity, con mayor resistencia y un diseño diferente. La NASA cree que estas palas podrían hacer posibles helicópteros más grandes y capaces para Marte. El problema es que, a medida que las puntas de las palas se acercan a velocidades supersónicas, las turbulencias que causan las vibraciones pueden descontrolarse rápidamente.
Para encontrar un espacio lo suficientemente grande como para crear una atmósfera marciana en la Tierra, los ingenieros recurrieron al simulador espacial del JPL, de 25 pies de ancho y 85 pies de alto (8 metros por 26 metros), un lugar donde Surveyor, Voyager y Cassini probaron por primera vez entornos similares a los del espacio. Durante tres semanas de septiembre, un equipo supervisó sensores, medidores y cámaras mientras las palas soportaban una carrera tras otra a velocidades cada vez más altas y ángulos de inclinación mayores.
Pruebas de vuelo de la cuarta roca
En un principio estaba previsto que el Ingenuity no volara más de cinco veces. Desde que su primer vuelo entró en el cuaderno de bitácora de la misión hace más de dos años y medio, el helicóptero ha superado en 32 ocasiones su misión prevista de 30 días y ha volado 66 veces. Cada vez que el Ingenuity se eleva en el aire, cubre un nuevo terreno, ofreciendo una perspectiva que ninguna misión planetaria anterior pudo alcanzar. Pero últimamente, el equipo Ingenuity ha sacado a pasear su aerodeslizador solar como nunca antes.
«En los últimos nueve meses, hemos duplicado nuestra velocidad y altitud máximas, hemos aumentado nuestra aceleración vertical y horizontal e incluso hemos aprendido a aterrizar más despacio», explica Travis Brown, ingeniero jefe de Ingenuity en el JPL. «La ampliación de la envoltura proporciona datos muy valiosos que pueden ser utilizados por los diseñadores de misiones para futuros helicópteros de Marte».
Limitados por la energía disponible y la temperatura del motor, los vuelos de Ingenuity suelen durar entre dos y tres minutos. Aunque el helicóptero puede cubrir más terreno en un solo vuelo si vuela más rápido, volar demasiado rápido puede confundir al sistema de navegación de a bordo. El sistema utiliza una cámara que reconoce rocas y otras características de la superficie a medida que se desplazan por su campo de visión. Si esos elementos pasan demasiado rápido, el sistema puede perderse.
Así, para alcanzar una mayor velocidad máxima sobre el terreno, el equipo envía órdenes al Ingenuity para que vuele a mayor altitud (las instrucciones se envían al helicóptero antes de cada vuelo), lo que mantiene las características a la vista durante más tiempo. El vuelo 61 estableció un nuevo récord de altitud de 24 metros (78,7 pies) al comprobar los patrones del viento marciano. Con el vuelo 62, el Ingenuity estableció un récord de velocidad de 22,3 mph (10 metros por segundo) y exploró un emplazamiento para el equipo científico del roverance Perseverance.
El equipo también ha estado experimentando con la velocidad de aterrizaje de Ingenuity. El helicóptero se diseñó para que entrara en contacto con la superficie a una velocidad relativamente rápida de 2,2 mph (1 mps), de modo que sus sensores de a bordo pudieran confirmar fácilmente el aterrizaje y apagar los rotores antes de que rebotara en el aire. Un helicóptero que aterrice más despacio podría diseñarse con un tren de aterrizaje más ligero. Así, en los vuelos 57, 58 y 59 lo intentaron, demostrando que el Ingenuity podía aterrizar a velocidades un 25% más lentas que para las que el helicóptero había sido diseñado originalmente.
Todo este Chuck Yeager marciano no ha terminado. En diciembre, después de la conjunción solar, se espera que el Ingenuity realice dos vuelos de alta velocidad durante los cuales ejecutará un conjunto especial de ángulos de cabeceo y balanceo diseñados para medir su rendimiento.
«Los datos serán muy útiles para afinar nuestros modelos aeromecánicos sobre el comportamiento de los helicópteros en Marte», explica Brown. «En la Tierra, estas pruebas suelen realizarse en los primeros vuelos. Pero no es ahí donde estamos volando. Hay que ser un poco más cuidadoso cuando se opera tan lejos del taller de reparaciones más cercano, porque no se puede volver a hacer nada».
NASA/Noviembre 22 de 2023
