Un avión de Marte es un vehículo capaz de mantener un vuelo propulsado en la atmósfera de Marte . Hasta ahora, el helicóptero Ingenuity de Marte es el único objeto que ha volado en Marte , habiendo completado un total de 7 vuelos exitosos hasta ahora. Hizo el primer vuelo propulsado el 19 de abril de 2021, mientras estaba estacionado en la superficie de Marte. [2] Anteriormente, se habían considerado aviones experimentales como los aviones Mini-Sniffer Mars 1975-1982 para posibles misiones para volar y estudiar la atmósfera de Marte, pero ninguno llegó a buen término. Las aeronaves pueden proporcionar in situmediciones de la atmósfera de Marte, así como observaciones adicionales en áreas extensas. Un objetivo a largo plazo es desarrollar aviones piloto de Marte. [3]
Comparado con la Tierra, el aire en Marte es más delgado en la superficie (con una presión menor al 1% de la de la Tierra al nivel del mar). Sin embargo, la gravedad en Marte es mucho menor. (menos del 40%). [4] [3] Aire de Marte, compuesto principalmente de CO
2gas, es más de un 50% más denso que el aire de la Tierra ajustado a la misma presión. [3]
Historia
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. [5]
Antes del inicio de la exploración de Marte con naves espaciales, se sospechaba que la densidad de la atmósfera de Marte era más alta de lo que se midió posteriormente, lo que llevó a los ingenieros a pensar que el vuelo alado sería mucho más fácil de lo que realmente es. En su concepto del " Proyecto Marte " ("Das Marsprojekt"), [6] Wernher von Braun propuso vehículos alados para el aterrizaje de misiones humanas en Marte. [3]
El primer módulo de aterrizaje detallado de Marte contratado por la NASA fue Ford / Philco Aeronutronic a principios de la década de 1960, que fue para un diseño de cuerpo de elevación para el módulo de aterrizaje; aquí es cuando algunas de las mejores estimaciones para la atmósfera de Marte eran significativamente más densas de lo que revelaron las mediciones del Mariner IV en julio de 1965. [7] El módulo de aterrizaje tenía un cuerpo de elevación en forma de bañera con aletas , y fue uno de los primeros diseños detallados para Marte. aterrizador, aunque no podría volar en las cifras revisadas para las condiciones atmosféricas de Marte. [7] El diseño del módulo de aterrizaje del cuerpo de elevación Aeronutronic Mars se basó en la atmósfera de Marte de nitrógeno en su mayor parte alrededor del 10% de la Tierra. [7]
Julio de 1965 marcó un cambio desde los módulos de aterrizaje de Marte con cuerpo de elevación y planeador alado a módulos de aterrizaje de estilo goma de mascar de entrada balística. [8]
En la década de 1970 la aeronave Mini-Sniffer se hicieron en varias versiones por lo que también podría funcionar en un todo- CO
2ambiente. [1] El Mini-Sniffer podría funcionar sin oxígeno usando hidracina , y se consideró el diseño para tomar muestras de la atmósfera de Marte. [9] El avión tenía una gran hélice para ser efectivo en el aire y se realizaron muchos vuelos de varias configuraciones entre 1975 y 1982. [10]
En la década de 1970 se propuso un diseño de rover alado para cubrir más área que los módulos de aterrizaje Viking estacionarios . [3] Hubo una propuesta por la NASA en la década de 1990 para un avión para volar a Marte en Marte por el aniversario de los hermanos Wright 's primer vuelo , en el 'más rápido, mejor, más barato' era. [3] La propuesta de avión ARES Mars fue seleccionada como candidata al Programa Mars Scout , pero no seleccionada para vuelo.
En 2015, un avión de Marte se consideró como una opción en el reinicio de la misión japonesa MELOS . [11] Un diseño inicial propuso una envergadura de 1,2 m, una masa de 2,1 kg y con el siguiente perfil de misión: [11] Durante la fase de aterrizaje del elemento de superficie de MELOS, la aeronave sería lanzada a una altitud de 5 km luego vuela 4 minutos, cubriendo 25 km horizontales. [11]
El 19 de abril de 2021, el helicóptero Ingenuity de la NASA se convirtió en el primer avión de Marte impulsado y controlado en tomar vuelo. Originalmente aterrizó en el planeta mientras estaba almacenado bajo el rover Perseverance de Marte de la NASA . [2]
Aviones
Los aviones prototipo de Marte han volado a cerca de 30 km (98,000 pies) de altitud en la Tierra (aproximadamente la mitad de la presión de aire promedio en la superficie de Marte), [12] y probaron alas expandibles que curan con luz ultravioleta. [13] 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. [4] Valles Marineris fue el objetivo de un vuelo de un avión no tripulado y de los planeadores de Marte. [14] [3]
Los planeadores podrían llevar más instrumentación científica, pero cubrir menos área. [3] Se ha propuesto la hidracina como combustible para los aviones de Marte. [3] En un momento dado, la NASA estaba desarrollando planes para una "micromisión" de avión del tamaño de un wok, que llevaría a cuestas una carga útil separada con destino a Marte. [3] 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). [15]
La propuesta de Daedalus en el programa Mars Scout cancelado diseñó un planeador de Marte que volaría más de 400 km (250 millas) a lo largo del Coprates Chasma [16]
Los conceptos propuestos de aviones a Marte incluyen:
- ARES ( Estudio ambiental aéreo a escala regional ) [17]
- MAGE (Explorador geofísico aerotransportado de Marte) [14]
- AME (Avión para la exploración de Marte) [12]
- MATADOR (Avión de Tecnología Avanzada de Mars para Despliegue, Operaciones y Recuperación) [12]
- Sky-Sailor , avión de energía solar con micro-robots [18]
- Kitty Hawk , misión de planeadores múltiples [14]
- Dédalo , planeador con más de 400 km de alcance [19] (propuesta de Mars Scout 2011) [16]
- ARMaDA , "Aviones desplegables marcianos de reconocimiento avanzado" [20]
- MAREA , "Avión Euroavia de Investigación Aérea Marcial" [20]
- Prandtl-M [21] (Diseño aerodinámico de investigación preliminar para aterrizar en Marte) [22]
- NASA Mini-Sniffer , considerado para tomar muestras de la atmósfera de Marte, probado funcionando con hidracina (independiente del aire). [10]
Globos
Los globos pueden ser una alternativa a los paracaídas, lo que permite un aterrizaje suave. [23] Un globo podría permitir que un módulo de aterrizaje despegue y aterrice en un nuevo sitio. [23] Dos tipos de tecnología de globos son la superpresión y Montgolfiere. [23] Los globos de superpresión intentan contener la presión causada por el calentamiento para mantener la altitud. [23]
El Montgolfiere usaría aire marciano calentado para crear sustentación. [23] Un ejemplo de concepto para el globo de Marte fue el Mars Geoscience Aerobot. [24] Se han realizado algunos trabajos para desarrollar células solares extremadamente delgadas y flexibles que podrían permitir que la piel de un globo genere energía a partir del sol. [25]
También se han propuesto dirigibles con vacío utilizados para crear sustentación. [26] [27]
Rotorcraft
En 2002 se publicó un artículo que sugería que helicópteros robóticos autónomos para la exploración de Marte serían posibles para el Programa Mars Scout . [28] Se observaron una serie de ventajas de un diseño viable de helicópteros, incluida la capacidad de atravesar terrenos difíciles de Marte y al mismo tiempo visitar múltiples sitios in situ . [28] El salto corto realizado por Lunar Surveyor 6 en 1967 se señaló como ejemplo de salto para visitar otro sitio. [28]
El ingenio , parte de la NASA 's Marte 2020 misión, es un helicóptero robótico que demostró el primer vuelo de helicópteros en la atmósfera de Marte. [29] El avión fue desplegado desde el rover Perseverance y se espera que vuele hasta cinco veces durante su campaña de prueba de 30 días al principio de la misión. [30] Cada vuelo no durará más de 90 segundos, en altitudes que oscilan entre 3 y 5 metros (10 a 16 pies) del suelo, pero podría cubrir una distancia máxima de unos 50 m (160 pies) por vuelo. [29] Utilizará control autónomo y se comunicará con Perseverance directamente después de cada aterrizaje. Logró el primer vuelo propulsado en otro planeta, y la NASA podrá basarse en el diseño para futuras misiones a Marte. [31]
Otras aeronaves y dispositivos aerotransportados
- Los planeadores hipersónicos fueron propuestos por Wernher von Braun. [3]
- Varios paracaídas han sido el principal dispositivo aéreo.
- El vuelo sostenido por cohetes, como en el caso de los retrocohetes, también ha sido parte de los sistemas de aterrizaje.
- Aeroshells de varias naves espaciales.
- Una tolva impulsada por cohetes (por ejemplo, Mars Geyser Hopper )
Virtual
La Mars Express Cámara Estéreo de Alta Resolución y el MRO ' s HiRISE cámara puede proporcionar tanto Marte pasos elevados virtuales por drapeado imágenes superficiales sobre los modelos de terreno 3D. [32] [33] [34]
Notas
Ver también
- Aerobot
- Frenado aerodinámico
- Dragonfly , un helicóptero para la luna Titán de Saturno
- Lista de misiones a Marte
- Entrada atmosférica de Marte
- Sobrevuelo de Marte
- Globos del programa Vega , flotando en el sistema de nubes de Venus
Referencias
- ^ a b "Mini-Sniffer" . 2015-09-28.
- ^ a b "El ingenio helicóptero de Marte de la NASA tiene éxito en el primer vuelo histórico" . NASA. 19 de abril de 2021 . Consultado el 20 de abril de 2021 .
- ^ a b c d e f g h yo j k "Oliver Morton - MarsAir: Cómo construir el primer avión extraterrestre" . Consultado el 4 de marzo de 2021 .
- ^ a b "Desarrollo y pruebas de vuelo de un UAV con alas inflables-rígidas" (PDF) . Universidad de Kentucky.Archivado el 17 de junio de 2010 en la Wayback Machine.
- ^ Miklós, Vincze (15 de agosto de 2013). "Asombrosos diseños de naves espaciales antes de la era espacial" . io9 .
- ^ von Braun, Wernher (1991) [1952]. The Mars Project (2ª ed.). Prensa de la Universidad de Illinois . ISBN 978-0-252-06227-8.
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- ^ BIG BLUE: Demostrador UAV de gran altitud de la tecnología de aviones de Marte
- ^ a b c John F. McGowan, Ph.D. - Wings on Mars (3 de diciembre de 1999)
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- ^ Sitio web del aeroplano Ares Mars Archivado el 25 de marzo de 2010 en la Wayback Machine.
- ^ Marinero del cielo
- ^ Daedalus (abril de 2005) [ enlace muerto permanente ]
- ^ a b Los estudiantes de Euroavia diseñan un vehículo aéreo marciano (ESA)
- ^ ¿Podría convertirse en el primer avión de Marte? NASA junio de 2015
- ^ Anderson, Paul Scott (1 de julio de 2015). "Volar los cielos marcianos amistosos: la NASA para probar el prototipo de avión de Marte" . AmericaSpace . Consultado el 19 de julio de 2018 .
- ^ a b c d e NASA - Globos de Marte
- ^ "Modelo de trayectoria de globo de Marte para el desarrollo de aerobots de geociencia de Marte (1997)" . Archivado desde el original el 22 de febrero de 2014 . Consultado el 22 de marzo de 2012 .
- ^ Conceptos y enfoques para la exploración de Marte (2012)
- ^ Tecnología futura: aeronaves marcianas
- ^ Dirigible evacuado para misiones a Marte
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- ^ a b "Kit de prensa de aterrizaje de helicópteros de Ingenuity Mars" (PDF) . NASA. Enero de 2021 . Consultado el 14 de febrero de 2021 . Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ Se espera pronto la decisión sobre la adición de helicópteros a Mars 2020 , Jeff Fout, SpaceNews , 4 de mayo de 2018
- ^ Demostrador de tecnología de helicópteros de Marte , J. (Bob) Balaram, Timothy Canham, Courtney Duncan, Matt Golombek, Håvard Fjær Grip, Wayne Johnson, Justin Maki, Amelia Quon, Ryan Stern y David Zhu. Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica (AIAA), Conferencia del Foro SciTech; 8-12 de enero de 2018, Kissimmee, Florida doi : 10.2514 / 6.2018-0023 Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ TPS - Vuelo increíblemente espectacular a través de Candor ChasmaMar. 9, 2010
- ^ Lo más destacado del mes de enero: Animación de Mawrth Vallis (2012)
- ^ Animación de paso elevado del cráter Becquerel en Marte
enlaces externos
- NASA - Vehículo de vuelo planetario
- NASA - ARES ( multimedia )
- Aeronave ultraeficiente gana el premio de la NASA (2011)
- Opciones del sistema de vuelo para un avión Mars de larga duración (.pdf)
- Ames prueba el prototipo de avión de Marte (agosto de 2001)
- ¿Cuál es el mejor diseño para un robot Flying Mars? (Universo hoy)
- ¿Podría convertirse este en el primer avión a Marte? NASA junio de 2015
- Sobrevuelo virtual de Candor Chasma ( Candor Chasma )