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"Mars Helicopter" vuelve a dirigir aquí. Para helicópteros de Marte y otros helicópteros en general, consulte Aviones de Marte .

Ingenio
Parte de Marte 2020
PIA23882-MarsHelicopterIngenuity-20200429 (trsp) .png
Otros nombres)
  • Helicóptero Mars 2020
  • Ginny
Tipo Helicóptero UAV
FabricanteLaboratorio de propulsión a chorro ( NASA )
Detalles técnicos
Dimensiones
  • Fuselaje (cuerpo): 13,6 cm × 19,5 cm × 16,3 cm (5,4 pulgadas × 7,7 pulgadas × 6,4 pulgadas) [1]
  • Patas de aterrizaje: 0,384 m (1 pie 3,1 pulg.) [1]
DiámetroRotores: 1,2 m (4 pies) [1] [2] [3]
Altura0,49 m (1 pie 7 pulgadas) [1]
Masa de aterrizaje
  • Total: 1,8 kg (4,0 libras) [1] [3]
  • Baterías: 273 g (9,6 oz)
Energía350 vatios [1] [4]
Historial de vuelo
Fecha de lanzamiento30 de julio de 2020, 11:50:00 UTC
Sitio de lanzamientoCabo Cañaveral , SLC-41
Fecha de aterrizaje18 de febrero de 2021, 20:55 UTC
Lugar de aterrizaje18 ° 26′41 ″ N 77 ° 27′03 ″ E / 18.4447 ° N 77.4508 ° E / 18,4447; 77.4508
Cráter Jezero
Octavia E. Butler Landing
Instrumentos
Mars Helicopter JPL insignia.svg
Insignia del helicóptero de Marte del JPL

Ingenuity es un pequeño helicóptero robóticoque ha estado en Marte desde el 18 de febrero de 2021 y está destinado a realizar el primer vuelo propulsado en un planeta más allá de la Tierra. [5] Parte de la NASA 's Marte 2020 misión, Ingenio ' despliegue s está prevista para el 8 de abril de, 2021, [6] [7] [8] alrededor de 60 días después del aterrizaje mientras que está unido a la parte inferior de la perseverancia Rover en el Octavia E. Lugar de aterrizaje Butler en elcráter Jezero . [9] El pequeño helicóptero teledirigido probará la NASATecnología de helicópteros de Marte , con el potencial de explorar ubicaciones de interés y respaldar la planificación futura de rutas de conducción para los rovers de Marte . [10] [11] [1] Después del despliegue, se espera que el rover se aleje aproximadamente 100 m (330 pies) del dron para permitirle una "zona de amortiguación" segura en la que intentará volar. [12] [13]

Se espera que el helicóptero Ingenuity vuele hasta cinco veces durante su campaña de prueba de 30 días programada al principio de la misión del rover. Principalmente demostraciones de tecnología, [1] [14] cada vuelo está planeado para volar a altitudes que van de 3 a 5 m (10 a 16 pies) sobre el suelo. [1] por hasta 90 segundos cada uno. Ingenuity , que puede viajar hasta 50 m (160 pies) hacia abajo del rango y luego regresar al área de inicio, [1] utilizará el control autónomo durante sus vuelos cortos, que serán planificados y programados de forma telerobótica por los operadores del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL). ). Se comunicará directamente con elRover perseverancia después de cada aterrizaje. Si Ingenuity funciona como se espera, la NASA podría aprovechar su diseño para extender el componente aéreo de futuras misiones a Marte . [15]

El proyecto está dirigido por MiMi Aung en el JPL. [16] Otros contribuyentes incluyen AeroVironment, Inc. , el Centro de Investigación Ames de la NASA y el Centro de Investigación Langley de la NASA . [17]

El ingenio lleva un trozo de tela del ala del Wright Flyer de 1903 , el avión de los hermanos Wright que realizó el primer vuelo motorizado de la humanidad en la Tierra.

Nombre [ editar ]

El vehículo fue nombrado Ingenio por Vaneeza Ruppani, una niña de 11 ° grado en la escuela secundaria del condado de Tuscaloosa en Northport, Alabama , quien presentó un ensayo en el concurso "Name the Rover" de la NASA. [18] [19] Conocido en las etapas de planificación como Mars Helicopter Scout , [20] o simplemente Mars Helicopter [3], el apodo de Ginny comenzó a usarse más tarde en paralelo al rover padre Perseverance que se conoce cariñosamente como Percy . [21]

Diseño [ editar ]

Diagrama que muestra los componentes del ingenio
Características de vuelo del ingenio
Velocidad del rotor2400 rpm [1] [3]
Velocidad de la punta de la hoja<0,7 Mach [20]
Tiempo operacional1 a 5 vuelos en 30 soles [1] [4]
Tiempo de vueloHasta 90 segundos por vuelo [1]
Alcance máximo, vuelo50 m (160 pies) [1]
Alcance máximo, radio1.000 m (3.300 pies) [15]
Altitud máxima planificada5 m (16 pies) [1]
Velocidad máxima
  • Horizontal: 10 m / s (33 pies / s) [17]
  • Vertical: 3 m / s (9,8 pies / s) [17]
Capacidad de la batería35 a 40 Wh (130 a 140 kJ) [5]

Debido a que la atmósfera de Marte es de sólo 1 / 100 como densa como la de la Tierra a nivel de superficie, [22] es mucho más difícil para un avión para generar ascensor , una dificultad solamente parcialmente compensado por Marte menor gravedad (aproximadamente un tercio de la Tierra). [10] El despegue desde la superficie de Marte se ha descrito como equivalente a volar a 100.000 pies (30.000 m) sobre la Tierra , una altitud que nunca han alcanzado los helicópteros existentes. [10]

Ingenuity está diseñado para ser un demostrador de tecnología por JPL para evaluar si esta tecnología puede volar de manera segura y proporcionar un mejor mapeo y orientación que brindaría a los futuros controladores de la misión más información para ayudar con la planificación de rutas de viaje y la prevención de peligros, así como la identificación de puntos de interés. para el rover. [23] [24] [25] El helicóptero está diseñado para proporcionar imágenes aéreas con aproximadamente diez veces la resolución de las imágenes orbitales, y proporcionará imágenes de características que pueden quedar ocluidas por las cámaras del rover Perseverance. [26] Se espera que tal exploración pueda permitir que los futuros vehículos exploradores conduzcan de manera segura hasta tres veces más lejos por sol . [27]

El helicóptero utiliza rotores coaxiales contrarrotantes de aproximadamente 1,2 m (4 pies) de diámetro. Su carga útil es una cámara de alta resolución que mira hacia abajo para navegación, aterrizaje y estudios científicos del terreno, y un sistema de comunicación para transmitir datos al rover Perseverance . [28] Aunque es un avión, fue construido según las especificaciones de la nave espacial para soportar la fuerza gy la vibración durante el lanzamiento. [29] También incluye sistemas resistentes a la radiación capaces de operar en el gélido ambiente de Marte. El campo magnético inconsistente de Marte impide el uso de una brújula para la navegación, por lo que utiliza una cámara de seguimiento solar integrada en el sistema visual de JPL.sistema de navegación inercial . Algunas entradas adicionales incluyen giroscopios , odometría visual , sensores de inclinación , altímetro y detectores de peligro. [30] Fue diseñado para usar paneles solares para recargar sus baterías, que son seis celdas de iones de litio de Sony con 35-40 Wh (130-140 kJ) de capacidad de energía de la batería [5] (capacidad de placa de identificación de 2 Ah ). [15]

El helicóptero utiliza un procesador Qualcomm Snapdragon 801 con sistema operativo Linux . [31] Entre otras funciones, este procesador controla el algoritmo de navegación visual a través de una estimación de velocidad derivada de características rastreadas con una cámara. [15] El procesador Qualcomm está conectado a dos unidades microcontroladoras de control de vuelo (MCU) para realizar las funciones de control de vuelo necesarias . [15] También lleva una IMU y un altímetro láser Garmin LIDAR Lite v3 . [31] Las comunicaciones con el móvil se realizan a través de un enlace de radio utilizando Zigbee de baja potencia.protocolos de comunicación, implementados a través de conjuntos de chips SiFlex 02 de 900 MHz montados tanto en el móvil como en el helicóptero. [15] El sistema de comunicación está diseñado para transmitir datos a 250 kbit / s a ​​distancias de hasta 1000 m (3300 pies). [15]

Desarrollo [ editar ]

El JPL y AeroVironment de la NASA publicaron el diseño conceptual en 2014 de un helicóptero explorador para acompañar a un rover. [17] [32] [33] A mediados de 2016, se solicitaron US $ 15 millones para mantener el desarrollo del helicóptero en marcha. [34] En diciembre de 2017, los modelos de ingeniería del vehículo se habían probado en una atmósfera marciana simulada [15] [2] y los modelos se estaban probando en el Ártico , pero su inclusión en la misión aún no había sido aprobada ni financiada. [35] El presupuesto federal de los Estados Unidos , anunciado en marzo de 2018, proporcionó 23 millones de dólares EE.UU. para el helicóptero durante un año [36] [37]y se anunció el 11 de mayo de 2018 que el helicóptero podría desarrollarse y probarse a tiempo para ser incluido en la misión Mars 2020 . [38] El helicóptero se sometió a extensas pruebas de dinámica de vuelo y entorno, [15] [39] y luego se montó en la parte inferior del vehículo Perseverance en agosto de 2019. [40] Su masa es de poco menos de 1,8 kg (4,0 lb) [ 39] y JPL ha especificado que se planea tener una vida útil de cinco vuelos en Marte. [41] [38] La NASA ha invertido alrededor de 80 millones de dólares para construir Ingenuity y alrededor de 5 millones para operar el helicóptero. [42]

Pruebas preliminares en la Tierra [ editar ]

En 2019, los diseños preliminares de Ingenuity se probaron en la Tierra en condiciones atmosféricas y de gravedad simuladas de Marte. Para las pruebas de vuelo , una gran cámara de vacío se utilizó para simular la muy baja presión atmosférica de Marte - lleno de dióxido de carbono a aproximadamente 0,60% (aproximadamente 1 / 160 ) de la presión atmosférica estándar a nivel del mar en la tierra - que es aproximadamente equivalente a un helicóptero que volaba a 34.000 m (112.000 pies) de altitud en la atmósfera de la Tierra . Para simular el campo de gravedad mucho más reducido de Marte (38% de la de la Tierra), el 62% de la gravedad de la Tierra fue compensado por una línea que tiraba hacia arriba durante las pruebas de vuelo. [5]

Iteración futura del diseño del rover de Marte [ editar ]

El demostrador de tecnología Ingenuity podría sentar las bases sobre las cuales se podrían desarrollar aviones más capaces para la exploración aérea de Marte y otros objetivos planetarios con atmósfera. [23] [15] [43] La próxima generación de helicópteros podría estar en el rango entre 5 y 15 kg (11 y 33 libras) con cargas útiles científicas entre 0,5 y 1,5 kg (1,1 y 3,3 libras). Estas aeronaves potenciales podrían tener comunicación directa con un orbitador y pueden o no continuar trabajando con un activo aterrizado. [13] Los futuros helicópteros podrían usarse para explorar regiones especiales con agua helada o salmueras expuestas , donde la vida microbiana de la Tierra podría potencialmente sobrevivir. Los helicópteros de Marte también se pueden considerar pararecuperación de pequeños cachés de muestras a un vehículo de ascenso a Marte para regresar a la Tierra, como el que se lanzará en 2026. [42] [15]

Perfil de la misión [ editar ]

El despliegue de Ingenuity está previsto para abril de 2021, unos 60 días después de aterrizar con el rover Perseverance en el cráter Jezero en Octavia E. Butler Landing el 18 de febrero de 2021 y la eliminación del escudo de escombros el 21 de marzo de 2021. [9] Después del despliegue, el rover se espera que se aleje aproximadamente 100 m (330 pies) del dron para permitirle una "zona de amortiguación" segura en la que intentará volar en abril de 2021. [44] [13] Se espera que el helicóptero Ingenuity vuele hasta cinco veces durante su campaña de prueba de 30 días en abril de 2021, al comienzo de la misión del rover. [1] [14]Se prevé que cada vuelo se realice a altitudes que oscilen entre los 3 y los 5 m (10 y 16 pies) sobre el suelo. [1] En hasta 90 segundos por vuelo, podría viajar hasta 50 m (160 pies) hacia abajo y luego regresar al área de inicio. [1] Se utilizará el control autónomo durante sus vuelos cortos, aunque vuelos serán telerobotically planificadas y secuencias de comandos por los operadores en el Jet Propulsion Laboratory (JPL). Se comunicará con el rover Perseverance directamente después de cada aterrizaje.

Pruebas de vuelo en Marte [ editar ]

Pruebas del helicóptero Mars Ingenuity
Mapa de la zona de vuelo
Vista móvil de la zona de vuelo
Actividades de la zona de vuelo
Ingenio helicóptero sin blindaje bajo el rover Perseverance
Ingenio en escudo bajo rover
Escudo eliminado
Rover se aleja
Ingenio descubierto

Artefactos conmemorativos [ editar ]

Homenaje a los hermanos Wright [ editar ]

Una pequeña pieza de la aleta de recubrimiento de los hermanos Wright '1903 Wright Flyer , el primer avión accionado en la Tierra, está unido a un cable debajo de Ingenuity ' panel solar s. [45] En 1969 , Neil Armstrong del Apolo 11 llevó un artefacto Wright Flyer similar a la Luna en el Módulo Lunar Eagle .

Ver también [ editar ]

  • ARES  - Propuesta de avión robótico Mars 2008
  • Atmósfera de Marte
  • Libélula :misión de helicóptero robóticoa Titán ,la luna de Saturno , que se lanzará en 2027
  • Sky-Sailor  : una propuesta de 2004 de un avión robótico de Marte
Acheron FossaeAcidalia PlanitiaAlba MonsAmazonis PlanitiaAonia PlanitiaArabia TerraArcadia PlanitiaArgentea PlanumArgyre PlanitiaChryse PlanitiaClaritas FossaeCydonia MensaeDaedalia PlanumElysium MonsElysium PlanitiaGale craterHadriaca PateraHellas MontesHellas PlanitiaHesperia PlanumHolden craterIcaria PlanumIsidis PlanitiaJezero craterLomonosov craterLucus PlanumLycus SulciLyot craterLunae PlanumMalea PlanumMaraldi craterMareotis FossaeMareotis TempeMargaritifer TerraMie craterMilankovič craterNepenthes MensaeNereidum MontesNilosyrtis MensaeNoachis TerraOlympica FossaeOlympus MonsPlanum AustralePromethei TerraProtonilus MensaeSirenumSisyphi PlanumSolis PlanumSyria PlanumTantalus FossaeTempe TerraTerra CimmeriaTerra SabaeaTerra SirenumTharsis MontesTractus CatenaTyrrhen TerraUlysses PateraUranius PateraUtopia PlanitiaValles MarinerisVastitas BorealisXanthe Terra
La imagen de arriba contiene enlaces en los que se puede hacer clicMapa de imágenes interactivo de la topografía global de Marte , superpuesto con ubicaciones de módulos de aterrizaje y vehículos exploradores de Marte . Pase el mouse sobre la imagen para ver los nombres de más de 60 características geográficas destacadas y haga clic para vincularlas. El color del mapa base indica las elevaciones relativas , según los datos del altímetro láser Mars Orbiter del Mars Global Surveyor de la NASA . Los blancos y marrones indican las elevaciones más altas (+12 a +8 km ); seguido de rosas y rojos+8 a +3 km ); el amarillo es0 km ; verdes y azules son elevaciones más bajas (hasta−8 km ). Los ejes son latitud y longitud ; Se anotan las regiones polares .
(Véase también: mapa de Marte , Mars Memoriales , mapa de Marte Memoriales ) ( vista • discutir )
(   Rover activo •  Lander activo •  Futuro )
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Vikingo 2 (1976) →

Referencias [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

  • Página web de NASA Mars Helicopter
  • Demostrador de tecnología de helicópteros de Marte . (PDF): las características clave del diseño del prototipo de dron.