Helicóptero volando en Marte

Maqueta de helicóptero Ingenuity Mars. (NASA/JPL Caltech/Foto)

El 19 de abril de 2021, hora de Beijing, el helicóptero Ingenuity Mars de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) completó con éxito su primer vuelo de prueba en Marte. y aviones controlados en la historia para volar en un planeta distinto de la Tierra crearon una nueva historia de la exploración espacial humana.

Lori Glaze, directora de la División de Ciencias Planetarias de la NASA, comentó sobre la importancia de Ingenuity en el sitio web oficial de la NASA: “En 1997, cuando el rover Sojourner Mars aterrizó en la superficie de Marte, también esperamos comprender el potencial que tiene Ingenuity para el futuro de la investigación científica >El helicóptero Ingenuity tiene una altura de 0,49 metros, una envergadura de rotor de 1,2 metros, un peso de 1,8 kilogramos y un costo de 85 millones de dólares. energía, transmite datos con el rover Perseverance a través de un sistema de comunicación inalámbrico y está equipado con computadoras, sensor de navegación y dos cámaras (una cámara a color y una cámara en blanco y negro).

A diferencia de las sondas que generalmente se envían a otros planetas, el Ingenuity en sí no lleva instrumentos científicos y no emprende misiones científicas. Sólo se utiliza como equipo de prueba para verificar que está propulsado en otro planeta. Posibilidad de vuelo controlado.

Antes de completar este histórico vuelo, el equipo de Smart superó muchas dificultades durante el proceso de diseño. Como dijo el ingeniero jefe de Ingenuity, Bob Balaram: "Desde hace 6 años, cada paso que hemos dado ha sido un territorio desconocido en la historia del avión".

Las dimensiones del fuselaje cuadrado inteligente son 20 cm, 16 cm y 14 cm. En el interior se encuentran la computadora, la cámara y la batería; mientras que en el exterior del fuselaje se encuentran las antenas, los paneles solares, el tren de aterrizaje y 2 rotores. El espacio del rover Perseverance es muy limitado, por lo que cómo colocar el helicóptero se ha convertido en un gran desafío. Los ingenieros consideraron cada espacio del cuerpo del rover y finalmente decidieron colocar Ingenuity debajo del cuerpo del rover.

La gravedad en la superficie de Marte es aproximadamente un tercio de la gravedad en la superficie de la Tierra, pero la densidad de la atmósfera es sólo 1 de la de la superficie de la Tierra, lo que dificulta proporcionar suficiente sustentación. Por lo tanto, el rover inteligente debe estar muy diseñado y fabricado. Sólo siendo liviano se puede superar el efecto de una sustentación insuficiente.

Durante el día en Marte, el planeta recibe aproximadamente la mitad de energía solar que la Tierra durante el día. Por la noche en Marte, la temperatura bajará a -90 grados centígrados y temperaturas tan bajas dañarán los dispositivos electrónicos desprotegidos. Por lo tanto, para sobrevivir a las noches extremadamente frías en Marte, Ingenuity debe tener suficiente energía para alimentar el calentador dentro del fuselaje.

Después de que Perseverance e Ingenuity aterrizaran en la superficie de Marte, los dos equipos comenzaron a prepararse para el vuelo de prueba. El 21 de marzo, Perseverance perdió la cubierta protectora en forma de estuche de guitarra hecha de material compuesto de grafito que protegía al Ingenuity durante el aterrizaje, y comenzó la cuenta regresiva para el vuelo de prueba.

Después de que Perseverance and Ingenuity llegaran a la posición de despegue para el primer vuelo de prueba, el equipo de la misión comenzó el sprint final. El lugar de despegue del Ingenuity, conocido como el "aeropuerto", fue elegido cuidadosamente. Este llamado aeropuerto está ubicado en el cráter de impacto Jezero, de 10 metros cuadrados, plano y sin obstáculos al mismo tiempo, luego del despegue del Ingenuity, el Perseverance, que está un poco más lejos, puede tener una buena vista de observación;

Después de que el equipo de la misión confirmó que Perseverance había llegado a su ubicación adecuada en el "aeropuerto", comenzaron los trabajos para liberar Ingenuity. Farah Alibay, administradora responsable de conectar Ingenio y Perseverancia, dijo en el sitio web oficial de la NASA: “Como todo lo relacionado con este helicóptero, este tipo de trabajo nunca se ha realizado antes. Una vez que comience, no habrá vuelta atrás.

Si hay una señal de que algo no está bien, hacemos una pausa durante un día marciano (un día marciano dura aproximadamente 24 horas y 39 minutos) o más hasta que sepamos qué sucederá a continuación. ”

La perseverancia llevó a Ingenuity a través de un viaje interestelar de más de 500 millones de kilómetros hasta Marte, y durante el proceso de aterrizaje se utilizaron tecnologías avanzadas como grúas aéreas. Pero para el equipo de Ingenuity, fue sencillo. Es el más grande. desafío para liberar el Ingenuity de Perseverance a la superficie de Marte. Para ello, desarrollaron especialmente un sistema de transmisión de helicópteros a Marte.

En la superficie plana de Marte, la parte inferior del rover de Marte tiene una distancia al suelo. de 20 metros 67 centímetros El sistema de transmisión ocupa una altura de unos 6 centímetros, y el helicóptero en sí tiene 49 centímetros de altura, por lo que el Ingenuity todavía está a unos 12 centímetros de la superficie de Marte. Estos 12 centímetros de espacio limitado son un problema. para los ingenieros, pero descubrieron que si el rover inteligente se colocaba horizontalmente debajo de la carrocería del automóvil, tendrían suficiente espacio para operar, por lo que adoptaron esta solución.

El equipo de la misión tardó unos 6 días marcianos. Para completar el despliegue del rover inteligente en Marte, el trabajo en la superficie durante este tiempo, Ingenuity completó las operaciones preestablecidas paso a paso. Primero, los ingenieros ordenaron la liberación de un mecanismo de bloqueo que mantiene el helicóptero en su lugar durante el lanzamiento y el aterrizaje. Marte firmemente sujeto a la parte inferior del cuerpo del rover. A continuación, se enciende un dispositivo cortador de cuerda, lo que hace que el brazo de resorte que sostiene el helicóptero comience a girar el helicóptero desde una dirección horizontal hacia la parte inferior del vehículo hacia una dirección perpendicular. El cuerpo (el suelo), un pequeño motor eléctrico tira del brazo de resorte. Después de que el brazo de resorte se bloquea, el fuselaje del helicóptero está completamente vertical al suelo y sus dos trenes de aterrizaje de resorte también se abren. y libera los otros dos trenes de aterrizaje.

Después de completar con éxito estos procedimientos, el líder de la misión ordenó que se liberara el sistema de transmisión, por lo que Ingenuity cayó 12 centímetros y alcanzó la superficie de Marte. Después de que se completó el descenso, el equipo de la misión ordenó a Perseverance. Después de alejarse de Ingenuity, Ingenuity comenzó a usar paneles solares para cargar sus baterías. A partir de ese momento, Ingenuity comenzó oficialmente una prueba de vuelo de 30 días en Marte.

Según la NASA a finales de marzo Según el comunicado, el primer vuelo de prueba de Ingenuity no será antes del 8 de abril. Posteriormente, la NASA anunció que el primer vuelo de prueba de Ingenuity será el 11 de abril, hora del este, pero. Se descubrieron problemas durante la prueba y se pospuso hasta después del 14 de abril. Los ingenieros del centro de control en tierra descubrieron que había una vulnerabilidad en el software de vuelo y que era necesario actualizarlo. Después de resolver el problema, el equipo del proyecto determinó el primer vuelo. hora, que eran las 15:30 del 19 de abril, hora de Beijing.

Después de que el equipo de Ingenuity en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) del Instituto de Tecnología de California decidiera iniciar el vuelo de prueba, Perseverance pasó la prueba. Las últimas instrucciones de vuelo recibidas por Ingenuity después de un largo viaje. El primer vuelo del rover de Marte, que se lanzó de forma muy delicada, en realidad no fue complicado: cuando la hélice alcanzó una velocidad de 2537 rpm, el rover despegó y ascendió a una velocidad de 1 metro por segundo; al llegar Después de alcanzar una altura de 3 metros desde la superficie de Marte, Ingenuity flotó durante 30 segundos, luego descendió y aterrizó en la superficie de Marte.

Más de tres horas después de que el rover completara su primer vuelo de prueba, Perseverance pasó el primer lote de conjuntos de datos de ingeniería del rover, así como las fotografías e imágenes tomadas por la cámara del rover mientras el rover volaba en Marte. órbita. La sonda transmite de regreso a la Tierra. Fue a través de estos datos que el equipo de Smart confirmó que el primer vuelo del Smart fue un éxito.

Durante el próximo día marciano, los datos de ingeniería restantes recopilados durante el primer vuelo también se transmitirán al JPL, así como las fotografías en blanco y negro de baja resolución tomadas por la cámara de navegación de Ingenuity. En otro día marciano, las fotografías tomadas por la cámara en color de alta resolución del rover Ingenuity también se transmitirán a la Tierra. El equipo de Ingenuity utilizará toda esta información para decidir cuándo y cómo realizar el próximo trabajo de prueba. Según el plan, Smart realizará hasta cinco vuelos de prueba durante el período de prueba. Después de que el primer vuelo sea exitoso, la dificultad de la prueba posterior de Ingenuity también aumentará, e intentará volar más alto y más lejos para acumular experiencia para futuras misiones a planetas exteriores.

El equipo de Ingenuity también preparó huevos de Pascua para rendir homenaje a los pioneros. Usaron cinta aislante para envolver un trozo de material que cubría el ala del Flyer que los hermanos Wright volaron hacia el cielo en 1903 alrededor de un cable debajo de los paneles solares del Ingenuity. Los hermanos Wright comenzaron a utilizar el material para cubrir las alas de sus planeadores y aviones en 1901, y en 1903 completaron el primer vuelo controlado y propulsado en la Tierra.

El despegue exitoso del helicóptero Ingenuity en la superficie de Marte ampliará aún más los horizontes de la exploración humana de Marte, al tiempo que ampliará el alcance de la exploración de Marte, brindando más posibilidades para futuras misiones. Las futuras misiones a Marte podrían llevar helicópteros de primera generación, añadiendo una dimensión aérea a la exploración. El Mars Helicopter puede servir como explorador para los astronautas que aterrizan en Marte, transportando pequeñas cargas científicas o investigando acantilados, cuevas, pozos y otros objetivos de investigación que son difíciles de alcanzar para los astronautas.

Las sondas a Marte de China, los Emiratos Árabes Unidos y los Estados Unidos llegaron a Marte sucesivamente en febrero de 2021. La Hope de los Emiratos Árabes Unidos entró con éxito en la órbita alrededor de Marte, la Perseverance de los Estados Unidos con éxito aterrizó en la superficie de Marte, y la nave espacial china Question-1 aterrizará en la superficie de Marte en una oportunidad apropiada en mayo o junio, marcando el comienzo de un nuevo clímax en la exploración humana de Marte. Los aviones que puedan despegar en otro planeta también nos traerán nuevas sorpresas en el futuro.

Ju Qiang, redactor del Southern Weekend