Ingenuity, el helicóptero que vuela en Marte, perdió un instrumento, y fue reemplazado por un parche informático

Hace dos años recogíamos en estas páginas el primer vuelo de una aeronave en una atmósfera distinta a la terrestre. Se trataba del helicóptero Ingenuity en la atmósfera marciana, que ya ha realizado más de 50 vuelos en estos dos años en la atmósfera marciana, ¡a pesar de estar pensado para cinco vuelos a realizar en 30 días!

También explicábamos entonces los problemas de volar en otro planeta y otra atmósfera.

Unos eran de diseño, pues todo lo que se conoce de aerodinámica ha sido desarrollado para la gravedad terrestre y para la densidad de la atmósfera terrestre, y en marte tenemos mucha menos gravedad y muchísima menos densidad atmosférica, lo que hace que a pesar del pequeño peso del helicóptero hagan falta unas palas de un diámetro considerable y que giren a mucha velocidad. La gravedad de Marte es entorno a un tercio de la de la Tierra (3.72m/s² frente a los 9.81m/s²), lo que hace que los 1.8kg de masa pesen menos allí que aquí. Sin embargo ¡la densidad de la atmósfera es de un 1% la de nuestro planeta (~0.01kg /m3 frente a los 1.225kg/m3)!.

Los otros tenían que ver con la navegación. Podríamos pensar que este helicóptero se trata de un pequeño drone, y todos sabemos lo sencillo que es volar un drone en la Tierra… pero tenemos que tener en cuenta que en Marte no hay un sistema de navegación por satélite, así que sería como un drone terrestre de vuelo totalmente manual. Pero debido al retraso con el que llegan las órdenes al Planeta Rojo, no se puede volar en manual, y requiere que las cámaras de visión artificial, los sensores de altitud y el piloto automático sean capaz de seguir de forma autónoma el vuelo pre-programado y enviado desde la tierra.

El inclinómetro sólo se utiliza antes de despegar, y básicamente es el que dice al resto de los instrumentos dónde está la horizontal. Una vez establecida la posición horizontal, la aeronave puede volar con seguridad. ¿Habéis volado algún drone y lo habéis calibrado poniéndolo en plano para que sepa exactamente cuál es la horizontal? Pues lo mismo y de forma automática. Gracias a ésto, saben que el altímetro láser está midiendo exactamente a la vertical, por ejemplo.

Pero el año pasado se quedó sin inclininómetro, y nos quedó pendiente contaros cómo lo han hecho para que el helicóptero siga funcionando hasta completar más de cincuenta vuelos.

La solución vino de un ingenioso parche informático.

Los «IMU», los inerciales, vamos, son acelerómetros que se utilizan en la navegación inercial del Ingenuity. Éstos miden aceleraciones, e integrando una aceleración se obtiene una velocidad, por lo que se puede saber a qué velocidad vuela, e integrando una velocidad se obtiene una distancia, y por tanto una posición. Estos inerciales, combinados con el altímetro láser y con las cámaras son los que permiten volar de forma controlada y segura en ausencia de otros medios de navegación.

El parche, simplemente, ha permitido utilizar los datos provenientes de estos inerciales para suplir el inclinómetro. ¿Que no es lo suyo? Cierto. ¿Que no es tan exacto? También. ¿Que funciona y ha permitido prolongar la vida del helicóptero marciano más allá de lo previsto? Es un hecho.

BIG BLUE, el avión de alas inflables que pudo ir a Marte

Bajo estas líneas podemos ver el ensayo del lanzamiento de un avión de radio control desde otra aeronave nodriza, y la secuencia de despliegue de las alas inflables. Son parte de unos ensayos que realizó la NASA para estudiar la viabilidad de las aeronaves con alas inflables y su posibilidad de utilizarlos en la atmósfera marciana, aunque al final mandaron un helicóptero.

Secuencia de desplegado de alas inflables

La teoría es simple: una avión ocupa mucho espacio. Es mucho más sencillo transportar el fuselaje por un lado y las alas por otro. Pero en Marte no hay nadie que lo ensamble. Podría recurrirse a un ala pivotante, pero los mecanismos añaden peso.

Ala en posición de almacenamiento y después de inflada

¿Y un ala inflable? Ocupa poco espacio y pesa mucho menos que un ala rígida. Y se ahorraban los sistemas de protección de la aeronave para hacerla llegar a tierra: podían lanzarla durante la caída de la sonda marciana, que desplegara las alas y aterrizara por sus medios.

Obviamente en Marte no estaría esperando la televisión, es un esquema de los ensayos realizados en la Tierra con el BIG BLUE

Y para desarrollar este concepto nace BIG BLUE: Baseline Inflatable-wing Glider, Balloon-Launched Unmanned Experiment.

Secuencia de desplegado del prototipo de Langley

El BIG BLUE tenía que recoger la experiencia ganada por el avión radiocontrolado desarrollado en Langley, cuya secuencia de despliegue de las alas hemos visto antes.

Big Blue

En mayo de 2003 se realizaron las primeras pruebas. El avión era suspendido de un globo, que en el primer vuelo llegó a los 50000ft, y tras alcanzar la altitud deseada, era liberado. Tras ser liberado tenía que inflar sus alas y volver a tierra. La mayor altitud acanzada sería de 89600ft. Volvería a tierra en paracaídas.

Durante los ensayos no sólo se probaba el concepto de estructura inflable para las alas y su inflado en caída libre, sino también sistemas de comunicaciones, seguimiento por GPS y guiado.

Con el BIG BLUE II se probaron otros conceptos, como utilizar en las alas una resina que curaba bajo el efecto de los rayos ultravioleta, mejorando así la estabilidad estructural de las mismas e impidiendo el pandeo. Se ensayó en vuelo en mayo de 2004, realizándose el despliegue del ala y el curado del mismo. Debido a las restricciones impuestas por la FAA el avión no tripulado se ensayó siempre dentro del alcance visual del operador, por debajo de 1600-3280ft AGL, La recuperación se hizo mediante paracaídas.

Ambos aviones se desplazaron a Colorado, para continuar con los ensayos a gran altitud con menos restricciones.

Un total de 110 estudiantes estuvieron involucrados en el desarrollo de ambas aeronaves, así como sus sistemas de comunicaciones, guiado y control, telemetría… y lo último que encontramos es que la siguiente fase, BIG BLUE III estaba a la espera de recibir fondos.

Para saber más de alas inflables

Fuentes

[Podcast] Pioneras del espacio: Mercury 13

En este episodio repite con nosotros Karma Peiró, periodista, para contarnos la historia de las que pudieron ser las primeras estadounidenses en el espacio. El programa se desarrolló en paralelo al Mercury 7, promovido por el doctor Lovelace. ¿Queréis saber más? ¡Dad al play!

El podcast se puede enontrar en Amazon Music, Apple Podcast, Google Podcast, Ivoox, Spotify

pd: Si la intro y la despedida os son familiares, que no os sorprenda. En un ejercicio de nostalgia podcasteril he hablado con Javier Lago para pedirle permiso y utlizar la introducción que hizo para el que, si no recuerdo mal, fue el primer podcast español sobre aviación: Remove Before Flight RBF podcast

Lanzar satélites desde un MiG 29: Entrevista con la CEO de Celestia, Gloria García Cuadrado

Celestia Aerospace. Su avión, el Archer y su lanzador, el Arrow.

Los seguidores de Sandglass Patrol conocen Celestia Aerospace, una compañía española que pretende lanzar nano-satélites al espacio utilizando como lanzador un MiG 29UB desmilitarizado. O mejor dicho, el lanzador en sí mismo es un cohete lanzado desde el Fulkrum. Hemos tenido la suerte de hablar con Gloria García Cuadrado, la CEO de la empresa.

He aquí la entrevista. Tendréis que disculpar, eso sí, la calidad con la que escuchamos a Gloria, a veces las intervenciones a distancia son complicadas de grabar.

El podcast se puede enontrar en Amazon Music, Apple Podcast, Google Podcast, Ivoox, Spotify

PD: Si la intro y la despedida os son familiares, que no os sorprenda. En un ejercicio de nostalgia podcasteril he hablado con Javier Lago para pedirle permiso y utlizar la introducción que hizo para el que, si no recuerdo mal, fue el primer podcast español sobre aviación: Remove Before Flight RBF podcast.

Entrevista: Por qué lanzar satélites desde un MiG 29

Hace ya unos años que escribimos por primera vez de Celestia Aerospace. Ahora además entrevistamos a Daniel Ventura Rogríguez, su vicepresidente.

El espacio parecía coto privado de las grandes agencias espaciales y algunos ejércitos. Pero cada vez hay más empresas privadas con ganas de hacerse un hueco entre las grandes empresas públicas  y poner su granito de arena en órbita, o en Marte.

Lanzar satélites desde un avión no es idea nueva: Ahí estaba el Pegasus lanzado desde un L1011, ni tampoco es la 1ª vez que se quiere hacer desde un caza. Esto no significa que no sea buena idea o no sea original.  En la historia hay muchos ejemplos de distintos inventos que no funcionaron  porque no llegaron en el momento adecuado, o la tecnología no estaba madura, como el motor a reacción que lleva con nosotros desde 1910 o las aeronaves no tripuladas, que llevan con nosotros desde que Torres Quevedo quiso montar su Telekino en un dirigible a comienzos del siglo XX. Para que una idea triunfe se necesita que sea posible llevarlo a cabo más allá del demostrador tecnológico y que sea económico. Y por supuesto, demanda.

Entrevistamos a Daniel Ventura, vicepresidente de Celestia Aerospace.

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