La creciente atención que ha generado el planeta rojo con cada descubrimiento que las sondas “Orbitadoras”, “Landers” y “Rovers” han reportado, despiertan la creatividad de los investigadores, científicos y tecnólogos para ampliar la exploración del planeta.
La misión “Mars 2020”, que tentativamente será lanzada en Julio del 2020, será el siguiente paso en la búsqueda de vida de Marte. Mars 2020 es una misión con un vehículo de exploración que incorpora nuevas y mejores herramientas que permitirán sustraer muestras de rocas y sedimientos, además realizará experimentos que en un futuro le permitirán a las misiones tripuladas al planeta rojo, como un nuevo método de producción de oxígeno a partir de su propia atmósfera.
Figura 1. Rover Mars 2020
Adicionalmente, la misión cuenta con su propia sonda exploradora, un helicóptero del tamaño de un drón comercial que realizará vuelos de prueba durante un mes.
El Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL), por sus siglas en inglés, ha desarrollado el helicóptero que transporta la misión Mars 2020, este novedoso explorador tiene un peso total de tan solo 1.8 kg, su fuselaje es cuadrado y tiene un tamaño de 14 x 14 cm, como si hicieras un cubo con cajas de CDs.
Figura 2. Helicóptero Marte (Helicopter Mars).
Uno de los grandes retos a los que se afrontan los desarrolladores de este helicóptero es la densidad de la atmósfera marciana. En la tierra la presión es de 1 atmósfera (1 atm = 101,325 pascales) y en Marte, la presión oscila entre 0.00029 y 0.011 atmósferas (30 y 1155 pascales), es decir, apenas entre el 0.02% y el 1.1% de nuestra atmósfera esto nos indica que es poco densa.
A grandes razgos, un helicóptero en la Tierra hace girar sus aspas para generar una fuerza de arrastre que le permita levantarse, para moverse en diferentes direcciones, el piloto inclina el cuerpo de helicóptero y sus aspas, para cambiar la dirección del arrastre. Con una atmósfera poco densa como la de Marte, el arrastre es menor, es por ello que los científicos e ingenieros diseñaron un helicóptero liviano y que hace girar sus aspas a una velocidad entre 1900 y 2800 RPM (revoluciones por minuto), los helicópteros en la Tierra giran sus aspas a una velocidad promedio menor a 300 RPM (este dato puede variar dependiendo el diseño), es decir, para que un helicóptero liviano pueda levantarse y mantener su vuelo en una atmósfera poco densa necesita mover aire a una velocidad de entre 6 a 10 veces mayor en relación a nuestro planeta.
Para poder realizar dichas pruebas, el helicóptero cuenta con un sistema de navegación básico que mide la aceleración y los ángulos de desplazamiento en combinación con una cámara y un láser que le permitirá tener una mejor aproximación en la medición de distancias y alturas para que pueda “amartizar” y esquivar obstaculos.
A diferencia de los helicópteros en la Tierra que tienen una cauda o cola con un rotor extra que evita que el vehículo tenga intestabilidad, en Marte debido a la baja densidad del aire y poca masa que posee el fuselaje, se decidió no ocupar esta solución, en su lugar el control de estabilidad se logra mediante la computadora de control propio.
Finalmente, el Helicóptero también cuenta con mecanismos y capacidades integrados para poder operar en Marte de manera autónoma, por ejemplo, un módulo de energía compuesto por baterías de litio y paneles solares que alimentan los rotores y demás instrumentación, lo que permiten tener un vuelo de aproximadamente 90 segundos, dichas baterías, le permiten alcanzar una velocidad de despegue de 3 m/s y una velocidad de desplazamiento horizontal de 10 m/s de manera autónoma, si bien las instrucciones de vuelo serán enviadas desde la Tierra, debido a la lejanía, las transmisiones sufren un retraso de varios minutos, por lo que el helicóptero deberá moverse de manera autónoma mientras realiza las pruebas de vuelo. En su primera etapa, tendrá una duración de 30 días, incluirá hasta cinco vuelos de distancias progresivamente más largos. En su primer vuelo, el helicóptero realizará una escalada vertical de aproximadamente 3 metros, donde se desplazará durante aproximadamente 30 segundos.
Mars 2020 será lanzado al espacio en un cohete Atlas V desde United Launch Alliance (ULA) desde el Space Launch Complex 41, en la estación de la fuerza Aérea de Cabo Cañaveral en Florida, se espera que llegue a Marte en febrero del 2021.
En un seminario de la Agencia Espacial Mexicana, Regina Apodaca nos platicó un poco sobre este proyecto cuando realizó su estancia en la NASA.
