Redacción NM
Los científicos han desarrollado un planeador que se elevará sobre la superficie de Marte ‘como un albatros’ durante días seguidos.
El planeador sin motor podría usarse para recopilar datos sobre la atmósfera y la geología en el Planeta Rojo una vez desplegado.
Pesa 11 libras (5 kg) y tiene una envergadura de once pies que coincide con la del ave marina más grande del mundo.
El planeador puede ser transportado a Marte por un satélite en miniatura, antes de desplegar sus alas plegadas y emprender el vuelo, utilizando únicamente energía eólica para la propulsión.
Su patrón de vuelo único le permite usar el viento para volar alrededor de formaciones geológicas en el planeta, como cañones y volcanes.
Un científico planetario de la NASA y expertos aeroespaciales de la Universidad de Arizona crearon un prototipo, que fue elevado a la atmósfera de la Tierra por medio de globos sobre un paisaje desértico que imita el terreno marciano.
El líder del proyecto, el Dr. Alex Kling, científico investigador del Centro de Modelado Climático de Marte de la NASA, dijo: «Con esta plataforma, podrías volar y acceder a lugares realmente interesantes y geniales».
El equipo realizó un lanzamiento atado de una primera versión del planeador en Arizona, EE. UU., en el que descendió lentamente a la Tierra sujeto a un globo.
El estudiante de doctorado en ingeniería aeroespacial Adrien Bouskela (izquierda) y el profesor de ingeniería Sergey Shkarayev (derecha) sostienen un planeador experimental. Los investigadores esperan que la NASA financie una misión de «atrapar» su avión en otra nave espacial que se dirija a Marte.
Los planeadores contendrán una serie de sensores de navegación, así como una cámara y sensores de temperatura y gas para recopilar información sobre la atmósfera y el paisaje marcianos.
Ocho naves espaciales activas actualmente orbitan Marte y recopilan imágenes de su superficie a una resolución de aproximadamente un pie por píxel.
También hay tres rovers que atraviesan el terreno llano y arenoso donde pueden aterrizar con seguridad y mapear áreas pequeñas con mayor precisión.
Pero lo que se encuentra en las 200 millas entre ellos, incluidos los procesos climáticos y las enormes características geológicas, como las montañas, es de interés para los científicos y requiere más estudio.
El helicóptero Ingenuity de la NASA, que se desplegó en el planeta el año pasado, está diseñado para explorar este espacio, pero solo puede volar durante un máximo de tres minutos a la vez.
El planeador, descrito en el diario. Aeroespacialpodrá permanecer en el aire durante mucho más tiempo y explorar el área utilizando sus sensores de vuelo, temperatura y gas, así como cámaras.
El Dr. Kling dijo: ‘Tienes esta pieza crítica realmente importante en esta capa límite planetaria, como en los primeros kilómetros sobre el suelo.
‘Aquí es donde ocurren todos los intercambios entre la superficie y la atmósfera.
«Aquí es donde se recoge el polvo y se envía a la atmósfera, donde se mezclan los gases traza, donde ocurre la modulación de los vientos a gran escala por los flujos de montaña-valle, y simplemente no tenemos muchos datos al respecto».
Propuesta de entrada, descenso y aterrizaje del planeador con el Mars 2020 Rover System
El planeador se puede lanzar a la atmósfera de Marte y luego desplegar sus alas como un origami.
El equipo espera que la NASA financie una misión de «atrapar» del planeador en otra nave espacial que se dirija a Marte.
Los aviones se pueden transportar en CubeSats, pequeños satélites no mucho más grandes que una guía telefónica, que pueden ser desplegados por la nave espacial más grande.
Una vez que ingresa a la atmósfera de Marte, el planeador puede liberarse y desplegar como origami o inflar como un juguete de piscina.
El equipo de EE. UU. ha realizado extensos modelos matemáticos para los patrones de vuelo de los planeadores basados en los datos climáticos de Marte.
Utilizará varios métodos diferentes para volar, incluido el vuelo estático simple cuando hay suficientes vientos verticales, o el «vuelo dinámico».
Al igual que un albatros en un largo viaje, el vuelo dinámico se aprovecha de cómo la velocidad del viento horizontal a menudo aumenta con la altitud, un fenómeno particularmente común en Marte.
El planeador se moverá en un patrón en forma de S, similar a como los esquiadores descienden una montaña mientras controlan su velocidad.
Pero en lugar de reducir la velocidad del planeador, cada cambio de dirección lo ayuda a ganar velocidad mientras vuela en un ligero ángulo hacia arriba mientras se mueve con viento lento a baja altitud.
Cuando alcanza el viento más rápido de gran altitud, gira 180 grados y deja que el viento de alta velocidad lo impulse hacia adelante en un ligero ángulo hacia abajo.
A medida que comienza a quedarse sin energía, repite el proceso: se abre camino hacia adelante para permitirle volar durante días mientras recolecta energía de la atmósfera.
El coautor, el profesor Jekan Thanga, también de Arizona, dijo: «Es casi algo que tienes que ver para creer».
Elevación dinámica en; A: capa límite atmosférica (1—ascenso a barlovento, 2—giro a gran altitud, 3—descenso a sotavento y 4—giros a baja altitud), B: una capa de cizalla desarrollada sobre la región de sotavento. Esto aprovecha cómo la velocidad del viento horizontal a menudo aumenta con la altitud.
El concepto de operaciones de dos planeadores diferentes (S1 y S2). Sus patrones de vuelo únicos les permiten usar el viento para volar alrededor de formaciones geológicas, como cañones y volcanes.
Concepto de exploración de cañones mediante maniobras de inmersión seguidas de vuelo estático o dinámico. El planeador puede recopilar datos geológicos donde la otra nave espacial no puede llegar
Los científicos también están explorando la posibilidad de transportar los aviones en un globo o dirigible tipo dirigible.
Esto permitiría un descenso lento y permitiría aprovechar las condiciones óptimas de viento, especialmente en áreas de alto interés.
Los planeadores podrían incluso volver a acoplarse al globo o dirigible después de un vuelo y continuar para completar múltiples expediciones.
Después de aterrizar, los aviones continuarían transmitiendo información sobre la atmósfera a la nave espacial, convirtiéndose esencialmente en estaciones meteorológicas marcianas.
Hay estaciones meteorológicas en toda la Tierra que informan a los meteorólogos, y todos los datos se retroalimentan continuamente a modelos informáticos predictivos.
Cada planeador que se retira del vuelo, ya sea que haya completado su exploración según lo planeado o algo salió mal, podría convertirse en un nodo en una red similar en Marte.
Un dibujo a escala de dos planeadores Mars montados en un dirigible. Los científicos también están explorando la posibilidad de transportar los aviones en un globo o dirigible tipo dirigible.
El primer autor Adrien Bouskela, estudiante de doctorado en ingeniería aeroespacial en la Universidad de Arizona, dijo: «Si nos quedamos sin energía de vuelo, o si nuestros sensores de inercia fallan repentinamente por cualquier motivo, esperamos seguir haciendo ciencia».
«Desde la perspectiva de la ciencia planetaria, la misión continúa».
Este verano, los aviones prototipo volarán a 15,000 pies sobre el nivel del mar, donde la atmósfera es más delgada y las condiciones de vuelo son más parecidas a las de Marte.
El coautor, el profesor Sergey Shkarayev, del Laboratorio de Micro Vehículos Aéreos de Arizona, dijo: «Podemos usar la Tierra como laboratorio para estudiar el vuelo en Marte».
Todavía queda más investigación por hacer sobre las trayectorias de vuelo, los posibles sistemas de acoplamiento y más, pero se espera que la misión llegue en años en lugar de décadas.
