Helicóptero Ingenuity, diseño, desafíos (actualizado 2024)

El helicóptero Ingenuity Mars es un proyecto de demostración de tecnología para demostrar que es posible un vuelo controlado en la fina atmósfera marciana.

El helicóptero está diseñado para despegar desde tierra y realizar vuelos cortos, de hasta unos 5 minutos de duración. Luego aterrizará nuevamente en el suelo usando un juego de ruedas unidas a su cuerpo.

El equipo de Ingenuity está formado por ingenieros y científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California. JPL es responsable del diseño, construcción y prueba del helicóptero.

El equipo de Ingenuity también incluye expertos en la atmósfera y el terreno de Marte del Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California; el Centro de Investigación Langley en Hampton, Virginia; y el Centro de Investigación Glenn en Cleveland, Ohio.

Está previsto que el helicóptero se lance a Marte a bordo del rover Perseverance de la NASA en julio de 2020. El rover llevará el helicóptero al cráter Jezero de Marte, donde lo depositará en la superficie marciana.

Una vez en Marte, el helicóptero podrá realizar varios vuelos cortos, probando sus capacidades en la atmósfera marciana. Se espera que la demostración allane el camino para futuras misiones a Marte que podrían utilizar helicópteros para explorar la superficie del planeta.

El equipo de Ingenuity lleva varios años trabajando en el proyecto y han tenido que superar varios retos para hacer realidad el helicóptero.

En este artículo, analizaremos los desafíos de ingeniería que hubo que superar para hacer realidad el helicóptero Ingenuity Mars.

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Las dificultades de volar en la atmósfera de Marte

El primer desafío que tuvo que superar el equipo de Ingenuity fue diseñar una máquina que pudiera volar en la extremadamente delgada atmósfera de Marte. La presión atmosférica en Marte es sólo alrededor del uno por ciento de la de la Tierra. Esto significa que hay muy poco aire para que las aspas del helicóptero empujen mientras giran.

El equipo de Ingenuity tuvo que diseñar un helicóptero muy ligero para superar esto. La carrocería del helicóptero está hecha principalmente de fibra de carbono, que es más ligera que el aluminio pero igual de resistente.

Las palas también están hechas de fibra de carbono y son mucho más delgadas que las de un helicóptero terrestre típico.

El equipo de Ingenuity también tuvo que diseñar un motor muy potente para el helicóptero. El motor tiene que hacer girar las palas a aproximadamente 2.400 rpm para generar suficiente sustentación para mantener el helicóptero aerotransportado.

Otro desafío que hubo que superar fue el hecho de que Marte tiene solo 38% de la gravedad que tenemos en la Tierra. Esto significa que el equipo de Ingenuity tuvo que diseñar un sistema de aterrizaje que pudiera aterrizar el helicóptero de forma segura en la superficie marciana. El equipo decidió utilizar un juego de ruedas fijadas al cuerpo del helicóptero.

Sobre el ingenio

Las primeras etapas del diseño de Ingenuity comenzaron en 2014. Fue diseñado para servir como unidad de “exploración” para el rover de Marte, ayudando en la identificación de rutas de conducción seguras. A lo largo de los años, se han creado y probado prototipos del helicóptero Ingenuity en terrenos simulados de Marte.

El proyecto recibió $23 millones en fondos federales en 2018, justo a tiempo para que el helicóptero se despliegue en la misión Mars 2020 de la NASA.

Tras una serie de pruebas de vuelo, se acordó que el helicóptero se montaría en la parte inferior del rover. El helicóptero no se llamaría formalmente "Ingenuity" -o "Ginny" para abreviar- hasta abril de 2020.

El Ingenuity estaba destinado principalmente a ser un escaparate tecnológico. Luego, los científicos de la NASA pueden utilizar los datos y el rendimiento del Ingenuity para desarrollar versiones más avanzadas del helicóptero que puedan cumplir el objetivo real de ser un dron explorador.

El Ingenuity completó su vuelo inaugural el 19 de abril de 2021. El breve vuelo consistió simplemente en despegar, elevarse a una altura de diez pies, flotar durante más de 40 segundos y aterrizar. Las imágenes del vuelo se obtuvieron tres horas después.

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Elementos de diseño de ingenio

Los elementos de diseño del Ingenuity son vitales para su éxito como máquina voladora en Marte. Los siguientes son algunos de los elementos de diseño más importantes:

Elevar

Los rotores de elevación son las palas que giran para proporcionar sustentación al helicóptero. Las palas están hechas de fibra de carbono y miden poco más de cuatro pies de largo.

Peso

El Ingenuity pesa poco más de cuatro libras, lo que lo convierte en uno de los helicópteros más ligeros jamás construidos.

Control

El Ingenuity está controlado por una computadora que está programada con la trayectoria de vuelo. La computadora controla las palas y el motor para mantener el rumbo del helicóptero.

Fuerza

El Ingenuity funciona con baterías que se cargan mediante paneles solares. El sistema de energía está diseñado para ser lo más liviano y eficiente posible.

Durabilidad

El Ingenuity está diseñado para ser lo suficientemente duradero como para soportar el entorno marciano. La carrocería del helicóptero está hecha de fibra de carbono, que es resistente pero ligera.

Avance del dron Ingenuity

El equipo de la NASA ahora puede utilizar los datos adquiridos para futuras iteraciones después de que la demostración tecnológica de Ingenuity fuera un gran éxito. El objetivo es desarrollar un dron que pueda transportar una carga útil y funcionar con pesos mayores.

El objetivo final del dron es recolectar muestras de suelo, agua y salmuera de Marte, que posteriormente serán enviadas a la Tierra para su análisis.

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Conclusión

El helicóptero Ingenuity es un logro notable. Ha superado muchos desafíos para convertirse en la primera máquina en volar a Marte.

Los datos de los vuelos de Ingenuity se utilizarán para diseñar versiones más avanzadas del helicóptero que puedan utilizarse para misiones de exploración reales. Se espera que Ingenuity allane el camino para una nueva era de exploración en Marte.

Ese es el final del documento. ¡Gracias por leer!