este fue el viaje para lograrlo
(CNN) –– Cuando el helicóptero Ingenuity despegue en Marte este mes, será como revivir un momento de los hermanos Wright… pero en otro planeta. Este primer vuelo motorizado y controlado en otro planeta se ha estado gestando durante años. También tiene sus raíces en el primer esfuerzo de este tipo en la Tierra.
Han pasado 117 años desde que Orville Wright voló el Flyer 1 durante 12 segundos en un día histórico en diciembre de 1903. Fue en Kill Devil Hills, cerca de Kitty Hawk, Carolina del Norte. En la imagen capturada por John Daniels, miembro del Servicio de Rescate de Estados Unidos en la escena, se puede ver al hermano de Orville, Wilbur, corriendo junto al avión. Durante el cuarto y último intento de ese día, Wright logró un vuelo de casi 60 segundos.
Los hermanos Wright probaron con éxito el vuelo motorizado el 17 de diciembre de 1903.
A millones de kilómetros de distancia y más de un siglo después, el helicóptero Ingenuity de seis libras utilizará sus dos pares de palas de 1,2 metros para alcanzar casi 10 pies a través de la fina atmósfera marciana. El diminuto helicóptero flotará en el aire durante 30 segundos, tomará fotografías, se dará la vuelta y regresará a la superficie.
«El primer vuelo es especial. Es sin duda el vuelo más importante que hemos planeado hacer ”, dijo Håvard Grip, piloto principal de Ingenuity en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California.
El rover Perseverance, que trajo el helicóptero Ingenuity a Marte, lo observará desde 60 metros de distancia, desde un mirador llamado sitio de observación de vehículos. El sitio está ubicado un metro más alto que la zona de vuelo.
Esta ilustración muestra el rover Perseverance observando el vuelo Ingenuity desde una distancia segura.
«Piense en ello como un lugar de observación», explicó Farah Alibay, líder de integración de perseverancia para el ingenio en JPL. “Si alguna vez vas a un parque nacional y tienes una hermosa vista, querrás estacionar allí y mirar. Nuestro rover va a hacer eso y nuestra hermosa vista será Ingenuity on Mars. Y haremos todo lo posible para atrapar al ingenio mientras vuela. «
Durante el vuelo inaugural de Ingenuity, el rover Perseverance intentará tomar fotografías y videos. El helicóptero suena como un pequeño avión despegando y los micrófonos del rover intentarán captar ese sonido.
El helicóptero Ingenuity está suspendido actualmente bajo el rover Perseverance.
Las imágenes y los datos del helicóptero y el rover se enviarán a la Tierra horas y días después. De modo que la Perseverancia será el único testigo de esta histórica huida en el momento exacto en que se produzca.
Personas de todo el mundo sintonizaron para ver el aterrizaje exitoso de Perseverance en Marte el 18 de febrero. También para observar la primera imagen que el rover compartió después del aterrizaje. Pero estos momentos históricos no siempre ocurren en un escenario global. Solo cinco personas presenciaron el primer vuelo de los hermanos Wright.
El primer vuelo de Ingenuity solo durará unos 30 segundos.
El ingenio realizará su primer vuelo, y hasta cuatro más en el transcurso de 31 días terrestres, por sí solo, utilizando una serie de instrucciones enviadas por los pilotos del JPL. Una computadora de a bordo utilizará las imágenes tomadas por el helicóptero para observar las características del terreno. De esta forma, realizará pequeños ajustes 500 veces por segundo para mantener el rumbo del helicóptero en caso de interferencias como ráfagas de viento.
Si el primer vuelo tiene éxito, Ingenuity intentará volar más alto y durante más tiempo para probar los límites de lo que puede hacer.
Vuelo experimental
El rover Perseverance pasará los próximos dos años explorando el cráter Jezero, el sitio de un antiguo lago y delta de un río. Su objetivo es buscar evidencia de vida microbiana anterior y recolectar muestras que serán devueltas a la Tierra para futuras misiones.
Pero abril es el momento en que el ingenio puede brillar. Cuando esos 31 días terminen, el breve momento de Ingenuity en el centro de atención terminará. Así es la vida de una demostración tecnológica diseñada para durar poco tiempo.
Los hermanos Wright realizaron cuatro vuelos exitosos el 17 de diciembre de 1903, antes de que una ráfaga de viento derribara y destruyera el Flyer 1.
Como parte del viaje de la misión Pathfinder en Marte, el rover Sojourner llegó el 4 de julio de 1997.
La naturaleza efímera de Ingenuity no es un problema para sus creadores. Las demostraciones y experimentos de tecnología del pasado son la razón por la que rovers como Perseverance pueden explorar Marte en la actualidad.
La misión Pathfinder de la NASA aterrizó en Marte en 1997. En ese momento, un rover del tamaño de un microondas llamado Sojourner cayó a la superficie. Se esperaba que la demostración técnica durara siete días, pero duró 83 días. Tomó fotos, exploró el terreno de Marte y capturó mediciones químicas y atmosféricas.
Además, lo que es más importante: Sojourner demostró el éxito del primer vehículo rover con ruedas en otro planeta.
‘Sojourner marcó el comienzo de una nueva era de exploración en Marte para redefinir lo que creíamos posible en la superficie del planeta. Y transformó por completo nuestro enfoque sobre cómo explorar allí ”, dijo Lori Glaze, directora de la División de Ciencias Planetarias de la NASA. “Ese pequeño rover hizo posibles todas las misiones que siguieron. Ahora Perseverance, del tamaño de un automóvil pequeño, es capaz de traer otras demostraciones tecnológicas como Ingenuity, que ampliará aún más nuestros horizontes.
Sojourner demostró el valor de la movilidad superficial. Así que los rovers Spirit, Opportunity, Curiosity y Perseverance siguieron su camino. Ninguno de los cuales había sido planeado antes del exitoso viaje de Sojourner, dijo Bobby Braun, director de Ciencia Planetaria en JPL.
Si Ingenuity tiene éxito, podría conducir a una evolución similar.
Este gráfico muestra el plan para los vuelos de Ingenuity en Marte.
«Solo puedo imaginar dónde podemos estar en una década o más», dijo Braun. «Si podemos explorar y estudiar científicamente Marte desde el aire, con su fina atmósfera, ciertamente podemos hacer lo mismo en otros destinos del sistema solar, como Titán o Venus». El futuro de los vuelos propulsados en la exploración espacial es firme y fuerte «, agregó.
La historia detrás del helicóptero Ingenuity en Marte
El deseo de ingenio comenzó en la década de 1990, cuando Bob Balaram, un tecnólogo en robótica del JPL, escuchó por casualidad a Ilan Kroo, profesor de aeronáutica y astronáutica en la Universidad de Stanford, hablar en una conferencia sobre un «mesicóptero». Es decir, un vehículo aéreo en miniatura para la Tierra. Pero Balaram lo imaginó en Marte.
Lo propuso a la NASA durante una llamada, pero no fue seleccionado para recibir financiación. El helicóptero de Marte permanecería archivado durante 15 años, mientras Balaram trabajaba en otras misiones a Marte.
El momento del ingenio llegó en 2013. Charles Elachi, director de JPL, asistió a una presentación sobre drones y helicópteros ese año. Entonces, regresó al laboratorio preguntando si uno de esos vehículos podría volar en Marte. Balaram recuperó su propuesta original y desarrolló el primer diseño conceptual para la posibilidad de incluirlo como instrumento científico en el rover de Marte 2020, que sería el Perseverance.
El ingenio fue descartado como instrumento para el rover. Sin embargo, recibió financiación y fue seleccionado como demostración tecnológica que llevaría el rover a Marte. Esperar todo ese tiempo ahorrado fue realmente algo bueno.
«No habríamos podido diseñar algo como esto en la década de 1990, cuando no teníamos el equipo y la tecnología de la batería», explicó Balaram, el ingeniero jefe del helicóptero. «Entonces, en realidad, el momento también fue el correcto, en el sentido de que necesitábamos algunos avances en tecnología», agregó.
Luego llegó el momento de construir un nuevo tipo de vehículo que fuera tanto un avión como una nave espacial. Además, que no puso en peligro la perseverancia de ninguna manera. Precisamente porque el rover sería la primera misión verdaderamente astrobiológica de la NASA para buscar signos de vida antigua en otro planeta.
Esta imagen muestra el modelo de vuelo Ingenuity en una sala del JPL, durante febrero de 2019.
Durante la fase de diseño, el equipo pilotó un pequeño helicóptero controlado manualmente en una atmósfera similar a la de Marte. Aunque el vehículo estaba elevado, no era estable. Al contrario, saltó y se estrelló.
«Lo que aprendimos de eso es que el tiempo de reacción humano no es lo suficientemente sensible para este helicóptero, debido a lo diferente que es la atmósfera», dijo Taryn Bailey, ingeniero mecánico del equipo de helicópteros del JPL. «Entonces, después de enterarse de eso, el equipo analizó el desarrollo de un helicóptero autónomo».
Tenía que ser luz para elevarse a través de la delgada atmósfera de Marte, que es el 1% de la atmósfera de la Tierra. Pero el helicóptero también tenía que incluir un panel solar, un sistema de baterías, una computadora, una radio, sensores y cámaras en un diseño amigable para el vuelo que pudiera sobrevivir al lanzamiento y aterrizaje.
Probar el helicóptero fue otro desafío porque la cámara de prueba tenía que simular a Marte en la Tierra. La prueba de vuelo fue clave antes de que Ingenuity pudiera ir a Marte.
“No existe un manual que diga cómo probar un helicóptero que irá a Marte. Al igual que los hermanos Wright, no tenían una guía sobre cómo probar planeadores y vehículos de vuelo motorizados ”, dijo Balaram. Tuvieron que inventarlo. Entonces, de la misma manera, tuvimos que inventar muchas capacidades de prueba únicas ”, agregó.
Las pruebas funcionales del helicóptero se realizaron en la cámara hiperbárica dentro del Centro Espacial Kennedy el 10 de marzo de 2020.
Para hacer esto, el equipo construyó su propio túnel de viento utilizando 900 ventiladores de computadora en una cámara de vacío, para que pudieran generar los vientos que Ingenuity podría enfrentar en Marte.
La cámara de vacío térmico de 7,6 metros controlaba la temperatura y la presión. Esto permitió al equipo probar el helicóptero volando en una atmósfera similar a la de Marte, así como un sistema que compensaba la diferencia de gravedad entre la Tierra y Marte.
Tomó siete largos años de diseño, construcción y pruebas, y cada semana surgía una crisis técnica o un desafío, dijo Balaram.
Gracias al riguroso trabajo de diseño y pruebas en Ingenuity, el helicóptero actual en Marte entró en producción en 2018, dijo Bailey.
La tripulación del helicóptero fuera del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA el 3 de diciembre de 2018.
El equipo reunió a personas de disciplinas específicas, pero todos pensaron fuera de la caja para ayudarse mutuamente a trabajar en los componentes del helicóptero.
Bailey ha estado en JPL durante cinco años y fue invitada a unirse al equipo de Mars Helicopter cuando tenía 24 años.
«Significa mucho ser parte de este equipo y ser testigo de este momento histórico», dijo.
Las tripulaciones de helicópteros y rover esperan ansiosamente el primer vuelo, lo que podría abrir el camino para helicópteros y otros helicópteros que algún día actuarán como exploradores de rovers y astronautas en Marte.
«Ha sido un viaje fantástico de descubrimiento, exploración y trabajo con gente fantástica», dijo Balaram. «Y aún no ha terminado», agregó.