Una aeronave marciana es un vehículo capaz de mantener un vuelo propulsado en la atmósfera de Marte . Hasta ahora, el helicóptero marciano Ingenuity es la única aeronave [2] [3] que ha volado en Marte , completando 72 vuelos exitosos que cubrieron 17,242 km (10,714 mi) en 2 horas, 8 minutos y 48 segundos de tiempo de vuelo. [4] Ingenuity operó en Marte durante 1042 soles (1071 días en total ; 1 año, 341 días ), hasta que fue retirado debido a un daño en las palas del rotor. [5] [6]
El 19 de abril de 2021 realizó su primer vuelo propulsado, despegando desde la superficie. [7] Anteriormente, se consideró la posibilidad de utilizar el avión experimental Mini-Sniffer de la NASA para posibles misiones de vuelo y estudio de la atmósfera de Marte, pero esa idea fue abandonada. El avión puede proporcionar mediciones in situ de la atmósfera de Marte, así como observaciones adicionales en áreas extendidas. Un objetivo a largo plazo es desarrollar aviones tripulados para Marte. [8]
En comparación con la Tierra, el aire en Marte es mucho más fino en la superficie, con una presión inferior al 1% de la de la Tierra a nivel del mar, lo que requiere un método más eficiente para lograr la sustentación . Para compensar esa desventaja, el aire de Marte, que consiste principalmente en dióxido de carbono ( CO
2), es más denso por unidad de volumen que el aire de la Tierra, y la gravedad en Marte es menos del 40% de la de la Tierra. [9] [8]
En 1918, la película de ciencia ficción danesa Himmelskibet (también conocida como Un viaje a Marte ) presentó una nave aeroespacial llamada Excelsior para un viaje tripulado a Marte. [10]
Antes de que comenzara la exploración de Marte con naves espaciales, se sospechaba que la densidad de la atmósfera de Marte era mayor de lo que se midió posteriormente, lo que llevó a los ingenieros a pensar que el vuelo con alas sería mucho más fácil de lo que realmente es. En su concepto del " Proyecto Marte " ("Das Marsprojekt"), [11] Wernher von Braun propuso vehículos alados para el aterrizaje de misiones humanas en Marte. [8]
El primer módulo de aterrizaje detallado en Marte contratado por la NASA fue Ford/Philco Aeronutronic a principios de los años 1960, que fue para un diseño de cuerpo de sustentación para el módulo de aterrizaje; esto es cuando algunas de las mejores estimaciones para la atmósfera de Marte eran significativamente más densas que las reveladas por las mediciones del Mariner IV en julio de 1965. [12] El módulo de aterrizaje tenía un cuerpo de sustentación en forma de tina con aletas , y fue uno de los primeros diseños detallados para un módulo de aterrizaje en Marte, aunque no podría volar en las cifras revisadas para las condiciones atmosféricas de Marte. [12] El diseño del módulo de aterrizaje con cuerpo de sustentación de Marte de Aeronutronic se basó en la atmósfera de Marte de nitrógeno principalmente, aproximadamente el 10% de la Tierra. [ 12]
Julio de 1965 marcó un cambio desde los módulos de aterrizaje de Marte con cuerpo sustentador y planeador alado hacia módulos de aterrizaje con entrada balística con forma de pastilla de goma. [13]
En la década de 1970, el avión Mini-Sniffer se fabricó en varias versiones para que también pudiera operar en un sistema totalmente CO2.
2medio ambiente. [1] El Mini-Sniffer podía funcionar sin oxígeno usando hidracina , y el diseño fue considerado para tomar muestras de la atmósfera de Marte. [14] El avión tenía una hélice grande para ser efectivo en el aire enrarecido y se realizaron muchos vuelos de varias configuraciones entre 1975 y 1982. [15]
En la década de 1970 se propuso un diseño de rover con alas para cubrir más área que los módulos de aterrizaje estacionarios Viking . [8] En la década de 1990, la NASA propuso que un avión marciano volara en Marte para el aniversario del primer vuelo de los hermanos Wright , en la era "más rápido, mejor, más barato". [8] La propuesta del avión marciano ARES fue seleccionada como candidata al Programa Mars Scout , pero no fue seleccionada para volar.
En 2015, se consideró la posibilidad de un avión marciano como una opción para el reinicio de la misión japonesa MELOS . [16] Un diseño inicial proponía una envergadura de 1,2 m, una masa de 2,1 kg y el siguiente perfil de misión: [16] Durante la fase de aterrizaje del elemento de superficie de MELOS, el avión se soltaría a una altitud de 5 km y luego volaría 4 minutos, cubriendo 25 km horizontales. [16]
El 19 de abril de 2021, el helicóptero Ingenuity de la NASA se convirtió en la primera aeronave marciana propulsada y controlada en emprender el vuelo. Originalmente aterrizó en el planeta mientras estaba almacenado bajo el explorador marciano Perseverance de la NASA . [7]
Los prototipos de aviones marcianos han volado a una altitud cercana a los 30 km (98.000 pies) en la Tierra (aproximadamente el doble de la presión atmosférica media en la superficie de Marte), [18] y han probado alas expansibles que se curan con luz ultravioleta. [19] Para el vuelo en la atmósfera de Marte, el número de Reynolds sería muy bajo en comparación con el vuelo en la atmósfera de la Tierra. [9] Valles Marineris fue el objetivo de un vuelo en avión no tripulado y de los planeadores marcianos. [20] [8]
Los planeadores podrían llevar más instrumentación científica, pero cubrir menos área. [8] Se ha propuesto la hidracina como combustible para los aviones que se dirigen a Marte. [8] En un momento dado, la NASA estaba desarrollando planes para una "micromisión" de avión del tamaño de un wok, que se apoyaría en una carga útil separada con destino a Marte. [8] Mach 1 en Marte puede ser de unos 240 m/s (790 pies/s) mientras que en la Tierra es de unos 332 m/s (1.090 pies/s). [21]
La propuesta Daedalus en el programa cancelado Mars Scout diseñó un planeador marciano que volaría más de 400 km (250 millas) a lo largo del Coprates Chasma [22].
Los conceptos propuestos para aviones que viajarían a Marte incluyen:
Los globos pueden proporcionar una alternativa a los paracaídas, permitiendo un aterrizaje suave. [30] Un globo podría permitir que un módulo de aterrizaje despegue y aterrice en un nuevo sitio. [30] Dos tipos de tecnología de globos son los de superpresión y los Montgolfiere. [30] Los globos de superpresión intentan contener la presión causada por el calentamiento para mantener la altitud. [30]
El Montgolfiere utilizaría aire marciano calentado para crear sustentación. [30] Un ejemplo de concepto de globo marciano fue el Mars Geoscience Aerobot. [31] Se ha trabajado en el desarrollo de células solares extremadamente delgadas y flexibles que podrían permitir que la propia piel de un globo genere energía a partir del Sol. [32]
También se han propuesto dirigibles que utilizan el vacío para crear sustentación. [33] [34]
En 2002 se publicó un artículo que sugería que sería posible utilizar helicópteros robóticos autónomos para la exploración de Marte en el marco del Programa Mars Scout . [35] Se observaron varias ventajas de un diseño viable de helicóptero, incluida la capacidad de pasar sobre terrenos difíciles de Marte y aún así visitar múltiples sitios in situ . [35] El breve salto realizado por el Lunar Surveyor 6 en 1967 se señaló como un ejemplo de salto para visitar otro sitio. [35]
Ingenuity , parte de la misión Mars 2020 de la NASA , es un helicóptero robótico fuera de servicio que se desplegó desde elrover Perseverance y demostró el primer vuelo de un helicóptero en la atmósfera de Marte. [36] La NASA podrá desarrollar el diseño para futuras misiones a Marte. [37] La NASA anunció el final de la misión de Ingenuity cuando los ingenieros descubrieron que el helicóptero sufrió daños después de un apagón de comunicaciones con Perseverance en pleno vuelo. El helicóptero voló 72 veces en un período de tres años; se espera que las pruebas finales del sistema y la recopilación de datos continúen durante varios meses. [6]
La ISRO de la India , como parte de su proyecto Mangalyaan, pretende enviar un helicóptero llamado MARBLE o Martian Boundary Layer Explorer . Actualmente se encuentra en la etapa conceptual de diseño. [38] [39] [40]
Tanto la cámara estéreo de alta resolución de Mars Express como la cámara HiRISE de Mars Reconnaissance Orbiter pueden proporcionar sobrevuelos virtuales de Marte al colocar imágenes de la superficie sobre modelos de terreno 3D. [41] [42] [43]
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