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El vuelo en Marte es un desaf\u00edo debido a la delgada atm\u00f3sfera del planeta, y este no es el primer equipo que intenta abordarlo. En particular, el Ingenuity de la NASA es un helic\u00f3ptero de 4 libras que aterriz\u00f3 en el cr\u00e1ter Jezero de Marte en 2021. Con tecnolog\u00eda de vuelo en miniatura y un sistema de rotor de aproximadamente 4 pies, es el primer dispositivo que prueba el vuelo controlado y propulsado en otro planeta. Pero el veh\u00edculo de energ\u00eda solar puede volar solo durante tres minutos a la vez y alcanza alturas de solo 12 metros, o alrededor de 39 pies.<\/p>\n\n\n\n
“Todas estas otras tecnolog\u00edas han estado muy limitadas por la energ\u00eda”, dijo el primer autor del art\u00edculo, Adrien Bouskela, estudiante de doctorado en ingenier\u00eda aeroespacial en el Laboratorio de Micro Veh\u00edculos A\u00e9reos del profesor Sergey Shkarayev de la UArizona. “Lo que estamos proponiendo es simplemente usar la energ\u00eda in situ. Es una especie de avance en esos m\u00e9todos de extender misiones. Porque la pregunta principal es: \u00bfC\u00f3mo puedes volar gratis? \u00bfC\u00f3mo puedes usar el viento que est\u00e1 ah\u00ed, la din\u00e1mica t\u00e9rmica que hay, para evitar el uso de paneles solares y depender de bater\u00edas que necesitan ser recargadas?”<\/p>\n\n\n\n
Los planeadores e\u00f3licos, livianos y de bajo costo pueden ser la respuesta. Los aviones, que tienen una envergadura de aproximadamente 11 pies, utilizar\u00e1n varios m\u00e9todos de vuelo diferentes, incluido el vuelo est\u00e1tico simple cuando hay suficientes vientos verticales. Pero tambi\u00e9n pueden usar una t\u00e9cnica llamada vuelo din\u00e1mico que, como un albatros en un viaje largo, aprovecha c\u00f3mo la velocidad del viento horizontal a menudo aumenta con la altitud, un fen\u00f3meno particularmente com\u00fan en Marte.<\/p>\n\n\n\n
El vuelo din\u00e1mico se parece al patr\u00f3n en forma de S que usan los esquiadores para controlar su descenso por una monta\u00f1a. Sin embargo, cada vez que el planeador cambia de direcci\u00f3n, tambi\u00e9n comienza a cambiar de altitud, y en lugar de reducir la velocidad del planeador, la maniobra lo ayuda a ganar velocidad. Los aviones vuelan en un ligero \u00e1ngulo ascendente hacia el viento lento de baja altitud. Cuando alcanzan el viento m\u00e1s r\u00e1pido de gran altitud, giran 180 grados y dejan que el viento de alta velocidad los impulse hacia adelante en un ligero \u00e1ngulo hacia abajo. Cuando comienzan a quedarse sin energ\u00eda debido al viento de alta velocidad, repiten el proceso y avanzan. Con esta \u00e1gil maniobra, los planeadores pueden recolectar energ\u00eda de la atm\u00f3sfera continuamente, volando durante horas o incluso d\u00edas a la vez. Esto es volar gratis.<\/p>\n\n\n\n
“Es casi algo que tienes que ver para creer”, dijo el coautor del art\u00edculo Jekan Thanga, profesor asociado de ingenier\u00eda aeroespacial y mec\u00e1nica de la Universidad de Arizona (UArizona).<\/p>\n\n\n\n
Los rovers actuales han capturado principalmente im\u00e1genes de las llanuras arenosas y planas de Marte, las \u00fanicas \u00e1reas donde los rovers pueden aterrizar con seguridad. Pero los planeadores podr\u00edan explorar nuevas \u00e1reas aprovechando c\u00f3mo cambian los patrones de viento alrededor de formaciones geol\u00f3gicas como ca\u00f1ones y volcanes.<\/p>\n\n\n\n
“Con esta plataforma, puedes simplemente volar y acceder a esos lugares realmente interesantes y geniales”, dijo Kling.<\/p>\n\n\n\n
Las cosas buenas vienen en paquetes peque\u00f1os El equipo tambi\u00e9n est\u00e1 explorando la posibilidad de que un globo o dirigible lleve los planeadores a la atm\u00f3sfera. Esto ralentizar\u00eda el descenso de los planeadores y les permitir\u00eda despegar cuando las condiciones del viento sean \u00f3ptimas o cuando se acerquen a un \u00e1rea de gran inter\u00e9s. Los planeadores podr\u00edan incluso volver a acoplarse al globo o dirigible despu\u00e9s de un vuelo y continuar para completar m\u00faltiples misiones.<\/p>\n\n\n\n Finaliza el vuelo, la misi\u00f3n contin\u00faa “Si nos quedamos sin energ\u00eda de vuelo, o si nuestros sensores de inercia fallan repentinamente por cualquier motivo, esperamos seguir haciendo ciencia”, dijo Bouskela. “Desde la perspectiva de la ciencia planetaria, la misi\u00f3n contin\u00faa”.<\/p>\n\n\n\n El equipo ha realizado extensos modelos matem\u00e1ticos para los patrones de vuelo de los planeadores basados \u200b\u200ben datos clim\u00e1ticos de Marte. Y a\u00fan queda m\u00e1s investigaci\u00f3n por hacer sobre las trayectorias de vuelo, los posibles sistemas de acoplamiento y m\u00e1s. Pero este verano, probar\u00e1n aviones experimentales a unos 15,000 pies sobre el nivel del mar, donde la atm\u00f3sfera de la Tierra es m\u00e1s delgada y las condiciones de vuelo son m\u00e1s parecidas a las de Marte.<\/p>\n\n\n\n “Podemos usar la Tierra como laboratorio para estudiar el vuelo en Marte”, dijo Shkarayev.<\/p>\n\n\n\n En \u00faltima instancia, el equipo espera que la NASA financie la misi\u00f3n y le permita “dar un paseo” en una misi\u00f3n a Marte a gran escala que ya est\u00e1 en desarrollo. La naturaleza de bajo costo del esfuerzo del planeador significa que podr\u00eda dar frutos relativamente r\u00e1pido, dijo Kling, tal vez en a\u00f1os en lugar de las d\u00e9cadas necesarias para una misi\u00f3n a gran escala.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>El equipo propone enviar los planeadores a Marte como carga \u00fatil secundaria en una misi\u00f3n m\u00e1s grande. Thanga est\u00e1 examinando c\u00f3mo desplegar los planeadores de la nave espacial en la atm\u00f3sfera. En la nave espacial, los planeadores estar\u00e1n empaquetados en CubeSats, sat\u00e9lites en miniatura no mucho m\u00e1s grandes que una gu\u00eda telef\u00f3nica. Una vez que se lanzan los CubeSats y se liberan los aviones, los aviones se desplegar\u00edan, como origami, o se inflar\u00edan, como flotadores de piscina de alta tecnolog\u00eda, y se rigidizar\u00edan en su tama\u00f1o completo.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Despu\u00e9s de aterrizar en la superficie marciana, los aviones continuar\u00edan transmitiendo informaci\u00f3n sobre la atm\u00f3sfera a la nave espacial, convirti\u00e9ndose esencialmente en estaciones meteorol\u00f3gicas. Los meteor\u00f3logos pueden predecir el clima en la Tierra con relativa precisi\u00f3n, en parte porque hay estaciones meteorol\u00f3gicas en todo el planeta que forman una red de informaci\u00f3n, y todos los datos que recopilan se retroalimentan continuamente a los modelos predictivos. Por lo tanto, cada velero de Marte que se retir\u00f3 del vuelo, ya sea que complet\u00f3 su exploraci\u00f3n seg\u00fan lo planeado o algo sali\u00f3 mal, podr\u00eda convertirse en otro nodo de suma importancia en esta red.<\/p>\n\n\n\n