Ingenuity (helicóptero)

Ingenuity
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Concepto:Representación artística del Drone Ingenuity.

Ingenuity es un helicóptero robótico que forma parte de la misión Mars 2020. Una misión de exploración al planeta Marte enviada el 30 de julio del 2020 por la NASA. Servirá como demostración tecnológica para explorar objetivos interesantes a estudiar en el planeta Marte, y poder planificar la mejor ruta para la misión encomendada principalmente al rover Perseverance que será colocado en el planeta.

Objetivos

El pequeño helicóptero será desplegado desde la parte inferior del rover Perseverance, y se espera que realice hasta 5 vuelos durante los 30 días, que se espera que esté en funcionamiento, coincidiendo con la primera parte de la misión del rover, ya que es una demostración tecnológica.

Realizará hasta un máximo de cinco vuelos, cada uno de ellos durará aproximadamente 3 minutos, alcanzando alturas que oscilan entre 3 y 10 metros sobre el suelo, pudiendo cubrir distancias de aproximadamente 300 metros por vuelo. Será totalmente autónomo y se comunicará con el rover Perseverance directamente después de cada aterrizaje.

El primer vuelo ha sido planificado para el día 19 de abril de 2021 a las 11:30 UTC, encontrándose a unos 400 millones de kilómetros de la Tierra.

Características

El Ingenuity fue diseñado con rotores coaxiales contrarrotativos de aproximadamente 1,1 m de diámetro. Su carga útil consiste en una cámara de alta resolución con el objetivo apuntando hacia abajo para inspeccionar el suelo y así detectar por dónde se desplaza y poder aterrizar con seguridad posteriormente, también lleva un sistema de comunicación para transmitir datos al rover Perseverance.

Aunque se desplaza como un avión, se construyó como una nave espacial que pudiese soportar la fuerza g y las vibraciones durante el lanzamiento. Sus sistemas están fabricados de manera que son resistentes a la radiación y son capaces de operar en un ambiente helado como en ciertas partes de Marte.

Debido al inconsistente campo magnético de Marte impide el uso de brújulas para la navegación, por lo que utilizará una cámara de seguimiento solar integrada al sistema de navegación inercial del JPL. Posee elementos adicionales como giroscopios, odometría visual, sensores de inclinación, altímetro y detectores de peligro. Utilizará paneles solares para recargar sus baterías, que son seis celdas de iones de litio de Sony con una capacidad de placa de 2 Ah.

Este pequeño prototipo utiliza el procesador Snapdragon de Intrinsyc con un sistema operativo Linux, que también implementa la navegación visual con velocidad estimada derivada de las funciones rastreadas con una cámara.

El procesador Qualcomm está conectado a dos unidades microcontroladoras de control de vuelo (MCU) para realizar las funciones de control de vuelo necesarias. Las comunicaciones con el rover se realizan mediante un enlace de radio llamado Zigbee, un chipset estándar de 900 MHz que va montado tanto en el rover como en el helicóptero. El sistema de comunicación fue diseñado para transmitir datos a 250 kbit/s en distancias de hasta 1.000 m.10

Antecedentes

En 2014 el Laboratorio de Propulsión a Reacción (JPL) por siglas en inglés y el Instituto de Tecnología de California de la NASA estuvieron estudiando el potencial de enviar un robot explorador aéreo para acompañar al rover Perseverance, A mediados de 2016, se solicitaban 15 millones de dólares para continuar con el desarrollo del helicóptero. En diciembre de 2017, se probaron algunos modelos proyectados del helicóptero en una atmósfera marciana simulada en el Ártico, sin ser definitiva su inclusión en la misión ni tampoco aprobada ni financiada.

El presupuesto federal de los Estados Unidos, anunciado en marzo de 2018, proporcionó 23 millones de dólares para el proyecto del helicóptero, el 11 de mayo de 2018 se anunció que era viable el proyecto para desarrollarlo y probarlo con el tiempo justo para ser incluido en la misión Mars 2020.

El helicóptero fue sometido a extensas pruebas de dinámica de vuelo y medio ambiente, en agosto de 2019 fue montado en la parte inferior del rover Perseverance. Su masa es de poco menos de 1,8 kg y realizará hasta 5 vuelos.

En Marte

Perseverance filma su vuelo.
Perseverance observa el vuelo de Ingenuity.

El drone Ingenuity hizo historia al convertirse en el primer artefacto volador controlado hecho por el hombre que despega en un planeta distinto a la Tierra.

Ingenuity se convirtió en la primera aeronave con operación controlada que supera los 30 minutos de vuelo en Marte. El recorrido fue el número 17 realizado en el cráter Jezero. Voló por 30 minutos y 48 segundos e hizo un recorrido sobre la superficie del denominado planeta rojo con una distancia de 3 592 metros, a una altura de 12 metros y velocidad de cinco metros por segundo

El recorrido tuvo lugar el 5 de diciembre de 2021 y acercó al pequeño helicóptero a su aeródromo original, "Wright Brothers Field", donde esperará la llegada del rover Perseverance Mars, que explora la región de "South Séítah" del cráter.

Cuarto vuelo

El rover Perseverance de la NASA en Marte usó uno de sus dos micrófonos para escuchar al helicóptero Ingenuity mientras volaba en las inmedicaciones por cuarta vez el 30 de Abril de 2021. Perseverance estaba estacionado a 80 metros del lugar de despegue y aterrizaje del helicóptero, sus controladores no estaban seguros de si el micrófono captaría algún sonido del vuelo; se pudo.

"En este caso particular, el micrófono y el video nos permiten observar el helicóptero como si estuviéramos allí, e información adicional, como el efecto Doppler, confirma detalles de la trayectoria de vuelo".
Soren Madsen, gerente de desarrollo de carga útil de Perseverance en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California.

Enlaces internos

Fuentes