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¿Puede un helicóptero volar a Marte? La NASA dice que sí

¿Puede un helicóptero volar a Marte?  La NASA dice que sí

Los miembros del equipo de helicópteros de Marte de la NASA inspeccionan el modelo de vuelo (el vehículo real que va a Marte), dentro del simulador espacial, una cámara de vacío de 7,62 metros de ancho) en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, el 1 de febrero de 2019. NASA / JPL-Caltech

Uno podría pensar que volar un helicóptero a Marte es una idea inverosímil e improbable. Después de todo, los helicópteros logran sustentación desviando el flujo de aire con las palas del rotor, como explica este manual de la Administración Federal de Aviación. Y Marte no tiene mucho aire para hacer eso. Su fina atmósfera, de hecho, representa menos del 1% del volumen de la atmósfera terrestre.

Bueno, si cree que no se puede hacer, la NASA está aquí para demostrar que está equivocado. Cuando la agencia espacial lance su nuevo rover Mars 2020 en un viaje al Planeta Rojo en julio de 2020, tendrá conectado el helicóptero Mars, un avión robótico en miniatura. El helicóptero experimental, que se encuentra en la fase de prueba final, pesa poco menos de 1,8 kg (4 libras) y sus palas miden aproximadamente 1,2 metros de largo, de punta a punta. Los investigadores de la NASA esperan que realice el primer vuelo de un avión más pesado que el aire al Planeta Rojo.

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La NASA ha estado trabajando en el desarrollo de un helicóptero que pueda volar a Marte durante décadas, como explica Bob Balaram, ingeniero jefe del proyecto en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, cerca de Pasadena, California, por correo electrónico. Pero resolver todos los desafíos técnicos fue una tarea difícil.

“Un helicóptero para Marte debe ser lo suficientemente fuerte para sobrevivir al viaje a Marte (altas cargas g, vibraciones, etc.) y las condiciones ambientales que enfrentará en el espacio y al llegar (frío por la noche, etc.)”, explica Balaram. . “El diseño de un vehículo de este tipo también debe tener en cuenta la aerodinámica única en la fina atmósfera marciana, que impone difíciles restricciones de peso al diseño del vehículo. Sólo recientemente se pudieron cumplir estas rígidas restricciones de masa con la llegada de la electrónica liviana (por ejemplo, componentes de teléfonos celulares) y la tecnología de baterías (por ejemplo, celdas de iones de litio). “

Para lograr una elevación en una atmósfera equivalente a 30.400 metros sobre el nivel del mar en la Tierra, más del doble de la altura máxima que alcanzaron los helicópteros en este planeta, las palas del helicóptero Mars girarán a 2300-2900 rpm, aproximadamente 10 veces más rápido que en tierra. en helicópteros.

Pero llegar al ascensor es algo con lo que el helicóptero tiene que lidiar. También necesita poder sobrevivir a las temperaturas nocturnas brutalmente frías en Marte, que pueden caer a menos 100 grados Fahrenheit (menos 73 grados Celsius), según Space.com. Y debe poder recargarse, lo que se hace mediante un panel solar integrado. Y debido al retraso en la transmisión de instrucciones electrónicas desde la Tierra, no puede ser conducido por un humano con un joystick en casa. En cambio, contará con sensores integrados.

La unidad de la misión Mars 2020 fue diseñada para demostrar que volar a Marte es posible, en lugar de realizar investigaciones adicionales. Pero si funciona según lo planeado, los futuros helicópteros serán más grandes y mejores. “El proyecto específico elegido para el demostrador de tecnología (rotores coaxiales contrarrotantes) fue maximizar el rendimiento del espacio disponible en el rover Mars 2020”, explica Balaram. Los helicópteros científicos de próxima generación utilizarían configuraciones de múltiples rotores con una carga útil de 0,5 a 2 kg (1,1 a 4,4 libras). Las dimensiones del vehículo normalmente pueden ser de 20 a 30 kilogramos (44 a 66 libras). La principal limitación sería empaquetar las palas del rotor y el sistema general en una configuración compatible con los diseños del tren de aterrizaje de Marte. “

Los helicópteros y otros tipos de aviones pueden ser extremadamente útiles para la exploración futura de Marte, especialmente cuando se despliegan junto con robots robóticos en la superficie del planeta.

“En particular, son adecuados para transportar cámaras, sensores y otros instrumentos en terrenos muy extremos o inestables para vehículos de superficie: pendientes de gran angular, paredes de acantilados, terreno muy accidentado cubierto de rocas, suelos extremadamente blandos, etc. Explica Dave Lavery, director del programa de exploración del sistema solar en la División de Ciencias Planetarias de la NASA, por correo electrónico. “Las plataformas voladoras también pueden permitir el uso de sensores en áreas relativamente grandes de la Tierra que tomarían mucho tiempo para cubrir. Un rover o quizás un humano, “cómo obtener barridos detallados de 100 acres (40 hectáreas). En la superficie marciana”. También serán útiles para el transporte de pequeñas cargas, como la implantación de pequeñas herramientas en un área de interés científico o la recogida de muestras y retorno a un repositorio central para su análisis ”.

Uno pensaría que las imágenes satelitales orbitales de Marte servirían para inutilizar los estudios aéreos de la superficie marciana, pero un avión que vuele a una altitud menor podría adquirir imágenes de una resolución aún mayor y recopilar otros datos útiles que los instrumentos de la Tierra. “No administre. La tecnología satelital” es limitada cuando desea una vista detallada de una región específica “, explica Lavery. Ofrece la capacidad de volar una cámara o sensor a unas pocas decenas o cientos de metros sobre la superficie. a lo largo de cientos de kilómetros, las plataformas atmosféricas pueden permitir vistas muy detalladas de determinadas regiones del mundo. Planeta”.

Los helicópteros pueden ayudar a los posibles colonos humanos en el planeta rojo. “Las tareas adicionales que podría realizar un helicóptero Mars incluyen la entrega de suministros de emergencia o piezas para reparaciones”, dijo Dale Skran, por correo electrónico. Es el presidente del comité ejecutivo de la National Space Society, una organización sin fines de lucro que apoya el desarrollo y la colonización del espacio. “Sin embargo, el beneficio más importante puede ser imágenes multiespectrales de alta calidad para apoyar la búsqueda de los recursos necesarios para los futuros colonos marcianos”.

Skran predice las futuras generaciones de helicópteros con capacidades más sofisticadas. “Un helicóptero totalmente o casi totalmente autónomo, cuando se combina con el análisis de datos basado en IA, respalda esta rápida exploración y evaluación de los recursos potenciales en Marte con una mínima intervención humana”, dice. “Esto es esencial porque el trabajo humano será escaso en los primeros días de la exploración y colonización marcianas”.

Lavery señaló que los helicópteros robóticos también pueden servir como exploradores avanzados para rovers y astronautas que exploran la superficie marciana. Al monitorear el terreno y proporcionar información visual, dijo, “estos exploradores mejorarían la eficiencia y seguridad de las operaciones de superficie, eliminando caminos peligrosos o ineficientes y evitando ‘callejones sin salida’ que no podrían ser identificados por satélites en órbita”.

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