ingenuity el helicóptero marciano,

Ingenuity: el helicóptero marciano

Por: Mou D. Khamlichi
Si te gusta este post, compártelo con tu amigos

Mars 2020, la misión más reciente de la NASA, incluye un ambicioso proyecto llamado Ingenuity: el helicóptero marciano. El mismo es un vehículo no tripulado cuya misión pretende estudiar el planeta Marte. Un objetivo que ejecutará de la mano del rover Perseverance.

Este pequeño dispositivo fue diseñado como un dron cuyo propósito es elevarse en este planeta rojizo. Pertenece al equipo Perseverance con el cual se busca demostrar el alcance de la tecnología de exploración extraterrestre. Además de recolectar información sobre la dinámica aérea y de la superficie marciana.

La misión de este dispositivo tiene como fin crear bases para proyectos futuros de la NASA. De manera que su puesta en marcha permita optimizar la tecnología para las próximas misiones. Por otro lado, adquirir datos más objetivos para el avance de las investigaciones científicas.

Ingenuity, el helicóptero marciano, servirá como una versión beta para la tecnología de la NASA. Y su éxito marcará el curso de las técnicas de búsqueda y de las misiones espaciales.

Desarrollo de Ingenuity, el helicóptero marciano

Ingenuity, el helicóptero marciano es un equipo desarrollado con un propósito exploratorio complementario al rover Perseverance. Cuyo proyecto fue ejecutado por entidades de la NASA como el JPL y el Instituto de Tecnología de California. El mismo fue presentado públicamente por primera vez en el 2014.

Sus primeros prototipos fueron puestos a prueba a finales del 2017. En el cual se pudo experimentar con su propulsión en un ambiente simulado de la atmósfera marciana en el Ártico. Ensayos que se ejecutaron aún sin la aprobación de la misión principal ni financiación externa.

Sin embargo, estas demostraciones permitieron su aceptación e inclusión en el proyecto Mars 2020. Además de ser financiado por el presupuesto federal de EE. UU. en marzo del 2018. Un año más tarde se llevaron a cabo las últimas pruebas de vuelo de Ingenuity, el helicóptero marciano.

Estos ensayos permitieron optimizar las técnicas de vuelo según las condiciones atmosféricas del planeta Marte. Este dispositivo resultó en un planeador de doble hélice electromecánico con masa de 1,8 kg. En agosto de 2019 fue incluido en el rover de la misión Mars 2020. El cual aterrizó en la superficie del particular planeta rutilante en febrero de 2021.

Objetivos de Ingenuity, el helicóptero marciano

El propósito principal de Ingenuity, el helicóptero marciano es poder elevarse en el aire de Marte. Este planeta cuenta con condiciones atmosféricas cuya densidad corresponde solo al 1% en comparación a la tierra. Esto condiciona un ambiente con un aire extremadamente ligero y difícil para la aerodinámica.

Su carácter exploratorio busca obtener información más específica acerca de la geografía marciana. Debido a que el dispositivo está integrado con cámaras cuyo fin persigue capturar imágenes de alta resolución. Y con una calidad 10 veces mayor a las obtenidas desde las cámaras orbitales.

Esta información sería de gran utilidad para el desarrollo de las futuras misiones. Con las cuales se busca establecer zonas seguras o con menor riesgo. Para de esta manera lograr acceder con el rover a lugares de interés de estudio. O por otro lado, lograr abarcar más espacio de exploración con seguridad y en un tiempo mucho más reducido.

Ingenuity, un dispositivo de pruebas de vuelo

Ingenuity, el helicóptero marciano es un dron que ha sido concebido con un propósito de prueba. Se trata de una demostración tecnológica que pretende poner a en práctica nuevas metodologías de búsqueda. De las cuales, la mayoría se ejecutará como una etapa inicial y con marcadas limitaciones.

Diseño estructural

Ingenuity, el helicóptero marciano está diseñado con una estructura similar a la de un gran dron. Su distribución física está establecida en 1,2 metros de diámetro entre los extremos de los rotores. Y cuya altura es de cuatro pies con un par de hélices superpuestas en la parte superior.

Su sistema de aspas está desarrollada para girar a una velocidad de 2400 revoluciones por minuto (rpm). Una frecuencia 5 veces mayor en comparación a los helicópteros estándar. Dicha técnica de vuelo busca cumplir con las condiciones de la atmósfera del planeta Marte.

Del mismo modo, este dispositivo ha sido equipado con un sistema de paneles solares. Esta metodología servirá para mantener la carga de las baterías de Ingenuity, el helicóptero marciano. Asimismo, la energía obtenida funcionará como un regulador térmico para garantizar la integridad del equipo. Ya que se someterá a un ambiente de 90 °C bajo cero durante las noches.

Ficha técnica

Ingenuity, el helicóptero marciano fue construido en el Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la nasa. Y su diseño estuvo a cargo de Lockheed Space Systems.

ingenuity el helicóptero marciano
  • Masa: 1,8 kilogramos.
  • Peso: 4 libras en la Tierra; 1,5 libras en Marte.
  • Ancho: Longitud de las hélices, 4 pies (1,2 metros) de extremo a extremo.
  • Potencia: contiene baterías de iones de litio alimentadas por paneles solares. Estas proporcionas energía para soportar un vuelo de 90 segundos por día marciano. Y con un promedio de 350 Whatts de potencia durante el vuelo.
  • Rango de vuelo: hasta 980 pies (300 metros).
  • Altitud de vuelo: hasta 15 pies (5 metros).

Funcionamiento de Ingenuity, el helicóptero marciano

Ingenuity, el helicóptero marciano cuenta con un sistema de hélices establecido con un método corrotativo. Estas alcanzan una velocidad de rotación de 2400 rpm. Las cuales permitirán al dispositivo elevarse a una altura estimada entre 3 y 10 metros sobre la superficie. Con vuelos de aproximadamente 3 minutos de duración, con los que se espera abarcar al menos 300 metros por cada planeo.

Dispone de un sistema de navegación inercial totalmente independiente y autónoma. Para su orientación, se le ha integrado una cámara térmica que usa como referencia la energía solar.

Además, se integra de otras herramientas como giroscopios y dispositivos de referencia visual. Para los procesos de inclinación cuenta con terminales de alineación o sensores. Así como equipos para la evaluación del terreno que funcionan como detectores de riesgo.

El sistema de energía se basa en un conjunto de paneles solares que suministran electricidad. Estas alimentan unas baterías de litio de seis celdas. Y cuya capacidad de almacenamiento de carga es de 2 Ah.

Control y mando

Este dispositivo tendrá un comportamiento autónomo, una vez se independice del el rover Perseverance. Ingenuity, el helicóptero marciano no será controlado directamente por el personal de vuelo del JPL. Esto se debe a que los retrasos comunicacionales interplanetarios son de marcada diferencia.

De este modo, las instrucciones necesarias deberán ser enviadas con antelación. Así, la información generada por el robot llegará mucho después de ser enviada. Es por esta razón que Ingenuity está equipado con algoritmos que le permiten controlar su dinámica de vuelo. Es decir, puede decidir la altura y tiempo de vuelo, según el estado de su equipo y el ambiente.

Ingenuity, un proyecto Open Source

Ingenuity, el helicóptero marciano está concebido como un experimento en muchos sentidos. Ya que se trata de un proyecto piloto por toda la complejidad técnica que lo rodea. Lo que lo convierte en una fase novedosa para la NASA en variados aspectos.

Esta novedad incluye sus especificaciones de software. Ya que el dispositivo está programado en el sistema operativo Linux. Siendo de esta manera el primer equipo que viaja a Marte controlado por un software Open Source.

Se trata de un algoritmo de vuelos espaciales y un marco de sistemas integrados que fue bautizado como “F” (o “fprime”). El mismo fue escrito mayormente en C++, apoyado en otros lenguajes como Python y el lenguaje de etiquetado (HTML). Dicha aplicación ha sido desarrollada en el Jet Propulsion Laboratory (JPL).

El cual está integrado con herramientas de modelado que le permiten generar código automáticamente. Otra característica especial, debido a que Ingenuity, el helicóptero marciano vuela de manera totalmente autónoma.

Especificaciones de hardware

El proyecto Ingenuity es muy característico en todos sus aspectos. Más allá de lo particular de su sistema operativo de código abierto. Este dispositivo cuenta con componentes de hardware que también se consideran Open Sourse. O más técnicamente, hardware comercial estándar (COTS), o ampliamente disponible.

Su software corre en un procesador Snapdragon 801 de Qualcomm. Cuya frecuencia de procesamiento es de 500 Hz. Tecnología usada comúnmente en Smartphone. Como el modelo Galaxy S5 de Samsung presentado al mercado a mediados de 2014.

ingenuity el helicóptero marciano

Primeros pasos de Ingenuity, el helicóptero marciano

El objetivo primordial de Ingenuity, el helicóptero marciano es lograr elevarse en la característica atmósfera marciana. Este dispositivo viajó en el interior del rover Perseverance el cual logró aterrizar en este planeta rojizo a mediados de febrero de 2021. El helicóptero permanecería en el interior del rover en un tempo máximo de dos meses.

Durante este período se han de verificar el estado de las baterías y el comportamiento de la carga. Además de verificar la integridad de la electrónica del dispositivo. Tomando en cuenta la complejidad del clima de este planeta. Para ello se realizan encendidos intermitentes con el fin de mantener sus componentes en un estado óptimo.

Cuando Ingenuity, el helicóptero marciano pueda descender a la faz del planeta; se le dará un período de prueba de un mes. Los cuales servirán para observar el comportamiento estructural del equipo con respecto a un clima de -90 °C.

Posteriormente se realizará un primer vuelo. Con esta prueba se espera que el helicóptero se eleve por al menos 4,5 metros sobre la superficie. Si se logra este primer ensayo y el equipo consigue aterrizar con éxito, se habría completado la mayor parte de la misión. Los vuelos posteriores se estimarán de acuerdo al comportamiento de cada planeo anterior.

¿Por qué Ingenuity?

Ingenuity, el helicóptero marciano debe su nombre a una estudiante. Vaneeza R., una joven de Northport, Alabama postuló el apodo para el rover antes de bautizarlo Perseverance. Sin embargo, la administración de la NASA lo consideró más apropiado para helicóptero. Por suponerlo como un resultado de la creatividad y del ingenio de todo un equipo de trabajo.

Mars 2020

Se trata de una misión espacial exploratoria llevada a cabo por la NASA y cuyo destino es el planeta Marte. La cual ejecutó con un lanzamiento realizado a finales del mes de julio de 2020. La misma fue anunciada por primera vez en diciembre de 2012.

Esta misión obedece a un fin exploratorio y de estudio científico a largo plazo. Dichos objetivos serán cumplidos con la ejecución de dos grandes proyectos. El primero se trata de Ingenuity, el helicóptero marciano el cual cumplirá los propósitos exploratorios. Y además servirá de guía para establecer la mejor ruta para el desplazamiento de un segundo vehículo.

Este segundo integrante es el rover Perseverance. Con el que se pretende recoger muestras de la superficie marciana. Cuyo fin, a largo plazo, persigue estudiar aspectos astrobiológicos y geológicos del plante. Del mismo modo, establecer las posibilidades de vida y de bioformas que se puedan encontrar en su entorno.

Atmosfera de Marte

Uno de los retos más grandes de Ingenuity, el helicóptero marciano es conseguir elevarse en la tenue atmosfera de Marte. Esta se caracteriza por tener una presión muy baja en comparación a la de la tierra. Presentando un promedio de 6,1 mbar, frente a los 1013 mbar terrestres.

Su composición es de 95% de dióxido de carbono. Y la presencia de vapor de agua solo representa de 0,2% de aire en este plante. Esto condiciona a una densidad de solo un 1% en contraste con la terrestre. Por lo que la dinámica de planeación será muy diferente en dicha atmósfera.

Por otro lado, Ingenuity, el helicóptero marciano deberá soportar los grandes cambios de temperatura. Cuyas variaciones van desde -13 °C como máximo en el día a -75 °C como mínimo durante las noches.

El futuro más allá de Ingenuity

Ingenuity, el helicóptero marciano es un dispositivo de prueba tecnológica. Con el cual se busca establecer estándares de equipos robóticos para elevarse en próximas misiones en Marte. El mismo debe generar datos que permita a los ingenieros de la NASA adquirir datos sobre la aerodinámica en este planeta.

Esto servirá como base para el desarrollo de otros dispositivos que puedan permitir llegar más lejos de lo que pueda lograr Ingenuity. Por ahora, solo se espera que consiga su acometido de elevación. Para con ello obtener información gráfica que permita establecer rutas. Ya sea para otros robots, rovers o futuros astronautas que logren conquistar el planeta rojo.

Referencias:

https://es.wikipedia.org/wiki/Mars_Helicopter_Ingenuity

www.xataka.com/espacio/linux-conquista-marte-helicoptero-ingenuity-nasa-que-acompana-a-perseverance-presume-corazon-open-source

www.futuro360.com/el-universo/lo-que-debes-saber-sobre-ingenuity-helicopteromarte-perseverance_20210217/

https://es.wikipedia.org/wiki/Mars_2020

http://cab.inta-csic.es/rems/es/atmosfera-de-marte/

https://ciencia.nasa.gov/seis-cosas-helicoptero-ingenuity


Si te gusta este post, compártelo con tu amigos
Mou D. Khamlichi

Mou D. Khamlichi

Autor

Contenido Relacionado

Más contenido creado por nuestros autores