La revisión examina de cerca el vuelo final del Ingenuity Mars Helicopter de la agencia, que fue la primera aeronave en volar en otro mundo.
Ingenieros del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California y de AeroVironment están completando una evaluación detallada del vuelo final del Ingenuity Mars Helicopter el 18 de enero de 2024, que se publicará en las próximas semanas como informe técnico de la NASA. Diseñado como una demostración tecnológica para realizar hasta cinco vuelos de prueba experimentales durante 30 días, el Ingenuity fue la primera aeronave en otro mundo. Funcionó durante casi tres años, realizó 72 vuelos y voló más de 30 veces más lejos de lo previsto, acumulando más de dos horas de vuelo.
La investigación concluye que la incapacidad del sistema de navegación del Ingenuity para proporcionar datos precisos durante el vuelo probablemente provocó una cadena de acontecimientos que puso fin a la misión. Se espera que las conclusiones del informe beneficien a los futuros helicópteros de Marte, así como a otras aeronaves destinadas a operar en otros mundos.
Ascenso final
El vuelo 72 se planeó como un breve salto vertical para evaluar los sistemas de vuelo de Ingenuity y fotografiar la zona. Los datos del vuelo muestran que el Ingenuity ascendió hasta los 12 metros, planeó y capturó imágenes. A los 19 segundos inició el descenso y a los 32 segundos el helicóptero estaba de nuevo en la superficie y había interrumpido las comunicaciones. Al día siguiente, la misión restableció las comunicaciones, y las imágenes que llegaron seis días después del vuelo revelaron que el Ingenuity había sufrido graves daños en las palas del rotor.
Lo que ocurrió
«Cuando se lleva a cabo la investigación de un accidente a 160 millones de kilómetros de distancia, no se dispone de cajas negras ni de testigos presenciales», explicó el primer piloto del Ingenuity, Håvard Grip, del JPL. «Aunque hay múltiples escenarios viables con los datos disponibles, tenemos uno que creemos que es el más probable»: La falta de textura de la superficie dio al sistema de navegación muy poca información con la que trabajar.»
El sistema de navegación por visión del helicóptero fue diseñado para rastrear las características visuales de la superficie utilizando una cámara orientada hacia abajo sobre un terreno bien texturizado (con guijarros) pero llano. Esta limitada capacidad de seguimiento fue más que suficiente para realizar los cinco primeros vuelos del Ingenuity, pero en el vuelo 72 el helicóptero se encontraba en una región del cráter Jezero llena de ondulaciones de arena escarpadas y relativamente desprovistas de rasgos.
Uno de los principales requisitos del sistema de navegación era proporcionar estimaciones de velocidad que permitieran al helicóptero aterrizar dentro de un pequeño margen de velocidades verticales y horizontales. Los datos enviados durante el Vuelo 72 muestran que, unos 20 segundos después del despegue, el sistema de navegación no pudo encontrar suficientes rasgos de superficie que seguir.
Las fotografías tomadas después del vuelo indican que los errores de navegación crearon altas velocidades horizontales en el momento del aterrizaje. En el escenario más probable, el fuerte impacto contra la pendiente de la ondulación de arena provocó el cabeceo y el balanceo del Ingenuity. El rápido cambio de actitud provocó cargas en las palas del rotor de rotación rápida más allá de sus límites de diseño, rompiendo las cuatro en su punto más débil, aproximadamente a un tercio de la punta. Las palas dañadas provocaron vibraciones excesivas en el sistema del rotor, arrancando el resto de una pala de su raíz y generando una demanda de potencia excesiva que provocó la pérdida de las comunicaciones.
A pesar de que el Vuelo 72 ha inmovilizado definitivamente el Ingenuity, el helicóptero sigue enviando datos meteorológicos y de pruebas de aviónica al rover Perseverance aproximadamente una vez a la semana. La información meteorológica podría beneficiar a futuros exploradores del Planeta Rojo. Los datos de aviónica ya están resultando útiles a los ingenieros que trabajan en futuros diseños de aviones y otros vehículos para el Planeta Rojo.
«Dado que Ingenuity se diseñó para ser asequible a la vez que exigía enormes cantidades de potencia informática, nos convertimos en la primera misión en hacer volar procesadores comerciales de teléfonos móviles en el espacio profundo», declaró Teddy Tzanetos, director del proyecto Ingenuity. «Ahora nos acercamos a los cuatro años de operaciones continuas, lo que sugiere que no todo tiene que ser más grande, pesado y resistente a la radiación para funcionar en el duro entorno marciano».
Inspirados por la longevidad de Ingenuity, los ingenieros de la NASA han estado probando aviónica más pequeña y ligera que podría utilizarse en el diseño de vehículos para la campaña de retorno de muestras a Marte. Los datos también están ayudando a los ingenieros a investigar cómo podría ser -y hacer- un futuro helicóptero en Marte.
Durante una sesión informativa celebrada el miércoles 11 de diciembre en la reunión anual de la Unión Geofísica Americana en Washington, Tzanetos compartió detalles sobre el helicóptero Mars Chopper, un concepto que él y otros antiguos alumnos de Ingenuity están investigando. Tal y como está diseñado, Chopper es aproximadamente 20 veces más pesado que Ingenuity, podría transportar varios kilos de equipo científico y explorar de forma autónoma ubicaciones marcianas remotas recorriendo hasta 3 kilómetros en un día. (El vuelo más largo de Ingenuity fue de 704 metros).
«Ingenuity nos ha dado la confianza y los datos necesarios para imaginar el futuro del vuelo en Marte», dijo Tzanetos.
Más sobre Ingenuity
El Helicóptero de Marte de Ingenuity fue construido por el JPL, que también gestiona el proyecto para la sede central de la NASA. Cuenta con el apoyo de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA. El Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California, y el Centro de Investigación Langley de la NASA en Hampton, Virginia, proporcionaron importantes análisis de rendimiento de vuelo y asistencia técnica durante el desarrollo de Ingenuity. AeroVironment, Qualcomm y SolAero también proporcionaron asistencia en el diseño y los principales componentes del vehículo. Lockheed Space diseñó y fabricó el Mars Helicopter Delivery System. En la sede de la NASA, Dave Lavery es el ejecutivo del programa para el helicóptero Ingenuity Mars.
NASA/Diciembre 11 de 2024
