Pols d'estels

El bloc d'Enric Marco

Arxiu de la categoria: Ingenuity

Huit preguntes sobre Ingenuity, l’helicòpter que pot passar a la història de l’aviació

0
Publicat el 13 d'abril de 2021

Aquesta demostració tecnològica de la NASA intenta convertir-se a l’abril en el primer vol a motor realitzat en un altre planeta. Si té èxit, obrirà la porta a noves vies d’exploració en Mart, fins i tot per a les missions amb humans en el planeta roig.

Què és exactament Ingenuity?

Ingenuity és un petit helicòpter, un dron, inclòs entre els dispositius que la missió Mars 2020 de la NASA i el rover Perseverance han portat a Mart. Es tracta d’una demostració tecnològica, com l’experiment MOXIE, i no un instrument científic com MEDA o PIXL, ja que no té el propòsit d’ajudar o realitzar cap investigació científica en el planeta roig.

Altres demostracions tecnològiques reeixides que NASA ha portat al planeta roig són el rover Sojourner de la missió misión Pathfinder, i Mars Cube One (MarCo) junt a la missió InSight.

Què farà a Mart?

L’objectiu principal és intentar un vol d’helicòpter a motor en aquest planeta. És una frase senzilla de dir però que engloba una infinitat d’obstacles perquè isca bé. El primer d’ells, l’atmosfera marciana, que és molt prima i té prop d’un u per cent de la densitat de la terrestre. Per això, Ingenuity necessita ser extremadament lleuger i aconseguir que les seues aspes giren a una velocitat molt major. L’únic avantatge de volar en Mart és que la gravetat del planeta roig és només un terç de la terrestre, per la qual cosa cal fer menys esforç per a alçar la mateixa quantitat de massa.

Un altre objectiu important d’Ingenuity és observar si la seua estructura és capaç d’aguantar les extremes temperatures de la nit marciana, que poden baixar fins als -90 graus Celsius.

Selfie que Perseverance ha fet després de deixar Ingenuity asoles en terra. / NASA/JPL-Caltech

Quan enlairarà?

La NASA esperava que Ingenuity enlairara per primera vegada ahir diumenge 11 d’abril. No obstant això, l’agència ha trobat problemes en el software del dron després d’una prova de gir a alta velocitat de les aspes de l’helicòpter. Encara no hi ha una data planificada per al vol, però la NASA estima programar un nou intent al llarg de la tercera setmana d’abril.

#MarsHelicopter update: Ingenuity is healthy, but it needs a flight software update. While the development of the software is straightforward, validating and uplinking it will take time. We will set a new flight date next week. https://t.co/b0MzMIPGKz pic.twitter.com/R2wYKaCxqY
— NASA JPL (@NASAJPL) April 13, 2021

La finestra de la missió és de 30 sols (31 dies terrestres), temps en el qual Ingenuity intentarà fer diversos vols de prova i farà diferents tasques, com a presa de fotografies i dades ambientals.

On ha estat Ingenuity tot aquest temps de missió?

Davall del ‘ventre’ del cos de Perseverance, encaixat lateralment i protegit del material que es va alçar durant el descens i aterratge del ròver. Abans, tant aquest com l’helicòpter, van viatjar de la Terra a Mart en una càpsula al llarg dels 471 milions de quilòmetres que separen els dos planetes. Com una ‘pilota’ interplanetària que portava un kanguro i el seu bebé.

Com és aquest petit helicòpter?

Ingenuity és com una maleta de mà (13,6 x 19,5 x 16,3 centímetres) i pesa uns 1,8 quilos, a diferència de Perseverance, que mesura el mateix que un vehicle de ciutat i la seua massa supera la tona. Però la grandària d’aquest helicòpter no té res a veure amb la seua capacitat. Com haurà de volar per si sol i sense comunicar-se amb la Terra en temps real, està preparat per a prendre decisions de manera automàtica sobre la base de paràmetres programats pels enginyers i enginyeres de NASA: haurà d’ajustar la seua temperatura interna, analitzarà el terreny durant el vol per a mantindre la seua posició i prendrà imatges de la superfície en altura.

Què ha aconseguit fins ara?

El fet de construir Ingenuity, defensa NASA, és de per si mateix un èxit L’agència espacial ha dedicat sis anys a dissenyar aquest dron i demostrar que és possible construir una eina ultralleugera capaç de generar energia suficient com per a enlairar-se del sòl marcià i sobreviure de manera autònoma en l’entorn marcià. En aquest vídeo (a partir del 2:46) s’aprecia com vola aquest xicotet dron.
De moment Ingenuity ha superat la fase de llançament de la missió i ha demostrat que pot recarregar els seus bateries en el trajecte espacial. El petit helicòpter ha aconseguit volar en les cambres especials en la Terra que simulen l’escenari i l’atmosfera de Mart. Ara toca eixir del simulador i demostrar-lo en la vida real.

Ingenuity comença a moure les aspes. 9 d’abril 2021. NASA/JPL-Caltech/ASU

Quins passos ha de superar abans de volar?

Abans d’enlairar autònomament, Ingenuity ha de complir una llista d’objectius previs:

– Sobreviure el trajecte interplanetari a Mart i l’aterratge (fet).

– Desplegar-se de manera segura del ‘ventre’ de Perseverance i posar-se en terra (fet).

– Mantindre la seua temperatura interna durant la nit marciana (fet).

– Recarregar els seus bateries amb els seus panells solars (fet).

– Comunicar-se amb el ròver mitjançant un subsistema de Perseverance i confirmar aquesta comunicació amb NASA (fet).

– Desbloquejar els seus rotors (fet).

– Fer girar els seus rotors per primera vegada, sense enlairar del sòl.

Què passarà després si té èxit?

Si el primer vol té èxit, Ingenuity intentarà realitzar uns altres vols durant els 31 dies de proves previstos. En qualsevol cas, el  petit helicòpter haurà aconseguit una proesa de l’aviació: demostrar que és possible dissenyar un aparell de vol a motor ajustat a les característiques d’un altre planeta.

Aquesta demostració tecnològica obrirà el camí per a enviar instrumental amb capacitat de vol en les futures missions a Mart, amb i sense humans. A més, oferirà un punt de vista únic, que no està a l’abast dels satèl·lits que orbiten aquest planeta ni els ròvers o estacions desplegades en la seua superfície.

Finalment, NASA defensa que un dron en Mart podria potencialment transportar càrregues lleugeres d’un lloc a un altre sobrevolant la superfície marciana.

José Luis Zafra 10/4/2021 08.00 CEST Publicat originalment a l’Agencia SINC. Ocho preguntas sobre Ingenuity, el helicóptero ‘bebé’ de Perseverance que puede pasar a la historia de la aviación
Font: SINC.  Creative Commons.

Imatge:
Ingenuity’s Blades Are Released,  NASA/JPL-Caltech/ASU

Perseverance a punt d’arribar a Mart

0

El camí ha sigut llarg però finalment la missió de la NASA Mars2020 ja té a la vista el planeta Mart. Avui dijous 18 cap a les 21:55 h, hora central europea, la nau hi arribarà finalment i començarà la complicada maniobra del frenat aerodinàmic en entrar a l’atmosfera, amb l’us de paracaigudes i retrocoets amb el propòsit de dipositar suaument el robot Perseverance en algun punt del cràter Jezero situat sobre un antic delta. L’aterratge sobre la superfície marciana és la part més difícil i perillosa de la missió i posa els pels de punta els enginyers de la NASA. Per això rep el nom dels “7 minuts de terror” per la complexitat de les maniobres a fer mentre la nau s’endinsa en la minsa atmosfera marciana. Esperem que tot isca bé. Qui no s’arrisca no pisca.

Les anteriors exploracions del planeta des de la superfície i des de l’espai ens han mostrat que Mart va ser en els inicis de la seua vida geològica molt diferent al planeta que coneixem ara que és  fred, àrid i amb una atmosfera molt tènue, només la centèsima part de la terrestre. Les proves recollides per les missions anteriors ens confirmen que fa milers de milions d’anys era un indret molt més acollidor, més humit i amb rius i llacs a la superfície. Molts científics pensen que aquestes condicions va durar el temps suficient per permetre el desenvolupament de vida, almenys microbiana. Tanmateix aquesta vida, o les proves de la seua existència passada, no s’han trobat fins ara.

Per això es dediquen tants esforços en l’exploració del planeta. El robot Perseverance no només està dissenyat per estudiar la geologia de Mart, sinó que també cercarà senyals de vida passada, particularment en unes roques especials conegudes per la seua capacitat per preservar mostres de vida durant molt de temps. Però l’anàlisi de les mostres no es pot fer de manera rigorosa amb els instruments del robot només així que la missió recol·lectarà i emmagatzemarà un conjunt de mostres de roca i terra que seran portades a la Terra en una missió futura conjunta de la NASA i l’Agència Espacial Europea (ESA).

El rover Perseverance té una grandària semblant a la d’un cotxe petit: 3 metres de llarg, 2,7 d’ample i 2,2 d’alt, i té un braç extensible de 2,1 metres més. Amb 1.025 kg, Perseverance disposa de set instruments científics, entre els que destaca, segons explica el Centro de Astrobiologia/CSIC, MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer, analitzador de la dinàmica ambiental de Mart). MEDA consta de set sensors per mesurar la direcció i velocitat de vent, la humitat relativa, la pressió atmosfèrica, la radiació solar ultraviolada, infraroig i visible, les propietats de la pols en suspensió, la temperatura de terra i de l’aire, i a més, una càmera per prendre imatges del cel marcià (inclosos els núvols).  MEDA ha estat construït per un equip internacional, liderat pel Centro de Astrobiología/CSIC, i del que també formen part diversos grups d’investigació de l’estat, entre ells el Grup de Micro i Nanotecnologia de la  Universitat Politècnica de Catalunya. A més de MEDA, el rover Perseverance comptarà amb sis instruments més.

Una possible ruta que el robot Perseverance pot fer al voltant del cràter Jezero. NASA/JPL-Caltech

Mastcam-Z, un avançat sistema de càmeres, que permetrà captar imatges panoràmiques, estereoscòpiques i fer zoom, SuperCam que proporcionarà imatges, anàlisi de composició química i mineralogia a distància, PIXL, un espectròmetre fluorescent de raigs X que analitzarà la composició química de materials de superfície marcians, SHERLOC, un espectròmetre que proporcionarà imatges a una escala molt fina, i utilitzarà un làser ultraviolada (UV) per analitzar minerals i compostos orgànics, Moxie, una demostració tecnològica que produirà oxigen a partir del diòxid de carboni existent a l’atmosfera marciana que podrà ser utilitzada per futurs astronautes i RIMFAX, un radar de penetració per analitzar l’estructura geològica del subsòl. Ja anirem parlant d’aquests instruments a mesura que es desenvolupe la missió. PIXL i SHELLOC seran els instruments principals que s’usaran per cercar elements biològics marcians. S’espera que Perseverance efectue multitud d’anàlisi al voltant de la zona d’aterratge almenys durant un any marcià (uns dos anys terrestres).

Imatge 3D d’Ingenuity. Si passes el ratolí per la figura i la punxes al centre, eixirà una ma que el farà moure.

Just amb Perseverance viatja un altre petit vehicle afegit a última hora. Es tracta d’un petit helicòpter, Ingenuity, alimentat per energia solar i capaç d’allunyar-se volant del robot durant uns minuts. Està pensat com a prova de disseny però el seu únic instrument, una càmera, permetrà observar zones on Perseverance no puga accedir. Donat que l’atmosfera de Mart és molt tènue les aspes han de batre a unes 2000 revolucions per minut, tan ràpid com una batedora elèctrica. Serà el primer objecte terrestre que vola en el cel d’un altre planeta.

Per veure l’aterratge en directe podeu connectar-vos al canal Youtube del CCCB a partir de les 21:30 o directament a l’enllaç següent. En el programa participaran els astrofísics Guillem Anglada de l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), descobridor del primer planeta al voltant de Proxima Centauri, i Mariona Badenas del Planetary Science en el MIT (EUA), juntament amb els professors de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) Ignasi Casanova i Miquel Sureda, enginyer espacial de l’IEEC i divulgador que conduirà l’acte.

Més informació.
El Centro de Astrobiología se prepara para viajar a Marte por tercera vez 23 juliol 2020
Com seran els set minuts de terror del robot que arriba aquest dijous a Mart, Rafael Clemente, 17 febrer 2021
Recursos multimèdia de la missió Mars2020

Imatges:
Totes les imatges son de NASA/JPL-Caltech