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Helicóptero de recuperación de muestras de Marte

Los Mars Sample Recovery Helicopters son un par de helicópteros robóticos no tripulados que están siendo desarrollados por los ingenieros de la empresa estadounidense AeroVironment Inc. y propuestos en marzo de 2022 como un medio para entregar muestras de suelo marciano desde los depósitos de muestras realizados por el rover Perseverance hasta la ubicación del Sample Retrieval Lander (SRL) que cargará estas muestras en el Mars Ascent Vehicle (MAV), que, de acuerdo con el programa Mars Sample Return de la NASA-ESA , las entregará a la órbita baja marciana para su futuro regreso a la Tierra. [5]

En enero de 2024, un plan propuesto por la NASA relacionado fue cuestionado debido a consideraciones de presupuesto y programación, y se emprendió un nuevo plan de revisión. [6]

Antecedentes del proyecto

Mientras el rover Perseverance recoge y almacena muestras en Marte, los científicos y técnicos del JPL están desarrollando helicópteros que las recuperarán. El plan se hizo público en junio de 2022, cuando la campaña MSR necesitaba un helicóptero para recuperar los tubos de muestra, lo que hizo que los helicópteros de recuperación de muestras entraran en juego.

Diseño

Se revisa la arquitectura del retorno de muestras a Marte
Concepto de helicóptero para el retorno de muestras de Marte

Los helicópteros de recuperación de muestras marcianas están siendo desarrollados por AeroVironment, Inc. basándose en la tecnología que demostraron previamente en el helicóptero coaxial Ingenuity como parte del rover Perseverance de la NASA . A diferencia del "demostrador de tecnología" Ingenuity , los helicópteros de retorno de muestras tendrán rotores ~10 centímetros (3,9 pulgadas) más largos con 3500 rpm, [7] tendrán una capacidad de carga útil de 280 g (9,9 oz), un pequeño brazo manipulador con una pinza de dos dedos y un tren de aterrizaje con ruedas autopropulsado (cada uno de ~2 cm (0,79 pulgadas) de ancho, con un diámetro exterior de ~10 cm (3,9 pulgadas)), lo que les permitirá enrollarse, tomar una muestra y volar hasta el vehículo de retorno. [8]

Los componentes clave se modificaron en base a las lecciones aprendidas de Ingenuity . Los aspectos de vuelo, incluyendo velocidad, tiempo de vuelo, alcance son los mismos que en Ingenuity. La relación potencia-peso del dispositivo aumentará, para lo cual se aumentará el área del panel solar y la capacidad de las baterías. El sistema de control del tornillo superior se simplificará un poco y la potencia del motor aumentará. Las dimensiones generales del helicóptero serán ligeramente mayores. En total, está previsto enviar dos máquinas de este tipo a Marte. [9] Junto con esto, los procesadores de alto rendimiento que permiten la autonomía, la movilidad sin precedentes tanto a través del vuelo como de la conducción, y una verdadera capacidad de manipulación con una mano robótica , pueden permitir mucho más que la recuperación de tubos de muestra. [10]

Un modelo de helicóptero de recuperación de muestra probando sus ruedas, un elemento ausente en Ingenuity

Los helicópteros tendrán un alcance de 700 m (2.300 pies), pero los planes prevén que el módulo de aterrizaje se encuentre a 50 m (160 pies) del "depósito" donde se depositarán las muestras. Cada tubo de muestra pesa unos 150 gramos. [11] [12]

Concepto

Impresión de un artista de una campaña de recuperación de muestras de la clase Ingenuity

El transporte intermedio de las muestras recogidas a la superficie de Marte estuvo a cargo inicialmente de la Agencia Espacial Europea (ESA), que incluyó este proyecto en su programa ExoMars . La misión Mars 2020 aterrizó el rover Perseverance , que almacena muestras para ser devueltas a la Tierra más tarde. Sin embargo, debido a los repetidos aplazamientos, ya en noviembre de 2021 la NASA se vio en la necesidad de posponer la entrega de muestras y evaluar los riesgos inherentes al propio plan de entrega en julio de 2022. La decisión se basó en el éxito de Ingenuity .

La misión de retorno de muestras de Marte de la NASA-ESA no incluirá el rover de recogida de muestras de la ESA ni su segundo módulo de aterrizaje asociado, sino que utilizará un solo módulo de aterrizaje que transportará los helicópteros y el cohete de ascenso que llevará las muestras a un orbitador, desde donde se lanzarán de regreso a la Tierra. Los planificadores de la misión pretenden que Perseverance recupere por sí mismo las muestras que previamente almacenó en la superficie y las lleve al cohete de ascenso, dada su longevidad esperada. Los helicópteros, que serán ligeramente más pesados ​​que Ingenuity , se utilizarían como respaldo si Perseverance no pudiera realizar la tarea. [13]

Proceso de recuperación de muestras

La recuperación de una muestra durará cuatro soles (días marcianos). En el primer sol, volará desde las inmediaciones de SRL hasta un lugar de aterrizaje a unos metros de un tubo de muestra. En el siguiente sol, el helicóptero se dirigirá a ese tubo y lo agarrará utilizando su pequeño brazo robótico. En el tercer sol, regresará a SRL, y en el último de los cuatro soles se colocará en posición y liberará el tubo de muestra para que el brazo de transferencia de muestras del módulo de aterrizaje, construido por la ESA, pueda colocarlo en el recipiente de retorno de muestra a bordo del vehículo de ascenso a Marte colocado en su cubierta. [14]

Los helicópteros de recuperación de muestras despegarían y aterrizarían en sitios predeterminados, o helipuertos, que se hayan considerado adecuados y seguros, y utilizarían una navegación basada en mapas durante el vuelo para llegar a las ubicaciones conocidas de los tubos de muestra que quedaron en la superficie. [1]

Referencias

  1. ^ ab mars.nasa.gov. «Helicópteros de recuperación de muestras – NASA». mars.nasa.gov . Consultado el 8 de enero de 2023 .
  2. ^ mars.nasa.gov (22 de noviembre de 2023). «La NASA utiliza dos mundos para probar futuros diseños de helicópteros para Marte». NASA Mars Exploration . Consultado el 30 de noviembre de 2023 .
  3. ^ Dominio público Una o más de las oraciones anteriores incorporan texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público : «Mars Helicopter». Mars.nasa.gov . NASA. Archivado desde el original el 16 de abril de 2020 . Consultado el 2 de mayo de 2020 .
  4. ^ mars.nasa.gov (22 de noviembre de 2023). «La NASA utiliza dos mundos para probar futuros diseños de helicópteros para Marte». NASA Mars Exploration . Consultado el 30 de noviembre de 2023 .
  5. ^ Pipenberg, Benjamin T.; Langberg, Sara A.; Tyler, Jeremy D.; Keennon, Matthew T. (marzo de 2022). "Diseño conceptual de un helicóptero marciano para futuras misiones de recogida de muestras". Conferencia aeroespacial IEEE 2022 (AERO) . págs. 01–14. doi :10.1109/AERO53065.2022.9843820. ISBN 978-1-66543-760-8. Número de identificación del sujeto  251473077.
  6. ^ David, Leopnard (15 de enero de 2024). "La problemática misión de retorno de muestras a Marte de la NASA tiene a los científicos en problemas: los sobrecostos multimillonarios previstos han hecho que algunos califiquen el plan de la agencia como un 'basurero en llamas'". Space.com . Archivado desde el original el 16 de enero de 2024. Consultado el 16 de enero de 2024 .
  7. ^ mars.nasa.gov (22 de noviembre de 2023). «La NASA utiliza dos mundos para probar futuros diseños de helicópteros para Marte». NASA Mars Exploration . Consultado el 30 de noviembre de 2023 .
  8. ^ Foust, Jeff (27 de julio de 2022). «La NASA y la ESA eliminan al rover de los planes de retorno de muestras a Marte». Spacenews . Consultado el 2 de agosto de 2022 .
  9. ^ "Informe de prensa: el rover Perseverance de la NASA investiga un área geológicamente rica (15 de septiembre de 2022)". YouTube . 15 de septiembre de 2022 . Consultado el 15 de noviembre de 2022 .
  10. ^ Laboratorio, Bob Balaram, ingeniero jefe del Proyecto Helicóptero de Marte en Jet Propulsion de la NASA. "Helicópteros de Marte: las 4R: NASA". mars.nasa.gov . Consultado el 15 de noviembre de 2022 .{{cite web}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  11. ^ Smith, Marcia (27 de julio de 2022). «La NASA y la ESA cambian el rumbo del regreso de muestras de Marte». Spacepolicyonline.com . Consultado el 2 de agosto de 2022 .
  12. ^ Marcia Smith [@SpcPlcyOnline] (27 de julio de 2022). "Los helicópteros tendrán un alcance..." ( Tweet ) . Consultado el 1 de agosto de 2022 – vía Twitter .
  13. ^ Potter, Sean (27 de julio de 2022). "La NASA inspirará al mundo cuando devuelva muestras de Marte a la Tierra en 2033". NASA .
  14. ^ "Perseverance se prepara para depositar un depósito de muestras en Marte". 18 de diciembre de 2022.

Enlaces externos