El 19 de abril de 2021, el helicóptero Ingenuity de la NASA se convirtió en el primer avión propulsado en despegar de la superficie de Marte. El histórico vuelo de 39 segundos sentó las bases para una forma completamente nueva de explorar otros planetas, inspirando a los ingenieros a diseñar aviones más grandes y duraderos para volar sobre el terreno marciano.
Un equipo de ingenieros de la Universidad de Arizona ha diseñado un planeador sin motor que eventualmente podría volar en Marte, donde navegaría con los vientos durante días seguidos. Un prototipo temprano del planeador completó recientemente un pequeño vuelo de prueba mientras estaba atado a un globo. El equipo está planeando más pruebas del sistema en altitudes más altas hacia el final del verano, según un comunicado de prensa.
Volar un avión en el Planeta Rojo es mucho más desafiante que en la Tierra debido a la atmósfera dolorosamente delgada de Marte. El aire marciano tiene menos del uno por ciento de la densidad de la atmósfera terrestre, lo que dificulta que los aviones permanezcan en el aire. El Ingenuity de la NASA pesa solo 4 libras y genera el despegue a través de dos rotores de fibra de carbono que giran mucho más rápido que en cualquier helicóptero en la Tierra. Pero Ingenuity viene con limitaciones, incluidos los paneles solares que lo cargan para un solo vuelo de 90 segundos. El concepto de diseño del planeador, por otro lado, permitirá que la aeronave se eleve durante días seguidos y de la misma manera que un albatros vuela por el cielo en un viaje largo, al mismo tiempo que forma un patrón en forma de S que lo ayuda a ganar velocidad.
El planeador en sí es liviano, pesa aproximadamente 5 kilogramos y tiene una envergadura que se extiende unos 3 metros. Con suficientes vientos verticales, el avión podría volar sin esfuerzo (aunque teóricamente) a través de los cielos marcianos. De lo contrario, podría participar en un vuelo dinámico, volando en un ligero ángulo ascendente hacia los vientos lentos que se encuentran en altitudes más bajas y luego girando 180 grados una vez que alcanza altitudes más altas con vientos más rápidos. Los vientos impulsarían el avión hacia adelante, aunque en un ángulo ligeramente orientado hacia abajo, y al alcanzar las altitudes más bajas repetiría el mismo proceso subiendo y bajando en una línea ondulada. Esta técnica podría permitir que el planeador vuele durante horas o incluso días seguidos, según el estudio de los investigadores, publicado en Aerospace. El equipo también está considerando si debe unir el planeador a un globo o dirigible que lo lleve hacia la atmósfera superior.
Hasta ahora, los rovers marcianos han recorrido la superficie de Marte, mientras que las naves espaciales en órbita han sondeado principalmente la atmósfera. El planeador exploraría una parte pasada por alto pero crucial del planeta: la región donde interactúan su atmósfera y su superficie.
“Tienes esta pieza realmente importante y crítica en esta capa límite planetaria, como en los primeros kilómetros sobre el suelo”, dijo en un comunicado Alexandre Kling, científico investigador del Centro de Modelado Climático de Marte de la NASA. “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 se produce la modulación de los vientos a gran escala por los flujos de montañas y valles. Y simplemente no tenemos muchos datos al respecto”.
Dado que es tan liviano, el planeador podría viajar a Marte junto con una carga útil más grande, de manera muy similar a la forma en que Ingenuity se metió en el vientre del rover Perseverance durante su viaje al Planeta Rojo. Una vez que llegue a Marte, el planeador podría caer potencialmente desde un CubeSat y desplegar sus alas de forma autónoma una vez en la superficie.
El equipo de ingenieros detrás del planeador realizará más pruebas a finales de este verano, volando el planeador a altitudes más altas de 15.000 pies sobre el nivel del mar (4.500 metros) donde la atmósfera es mucho más delgada. “Podemos usar la Tierra como un laboratorio para estudiar el vuelo en Marte”, dijo Sergey Shkarayev, profesor de ingeniería aeroespacial y mecánica en la Universidad de Arizona, en un comunicado. Una vez que se completen las pruebas, el equipo espera lanzar el planeador para una misión en Marte en algún momento dentro de los próximos años.