El 19 de abril de 2021, a las 12:33 hora local de Marte, una hélice de fibra de carbono de 1,2 metros de diámetro giró a 2.537 revoluciones por minuto en la atmósfera más delgada que haya sostenido una aeronave. No había tripulantes. La aeronave era un helicóptero de 1,8 kilogramos llamado Ingenuity, y ese vuelo de 39 segundos a 3 metros de altura fue el primero en la historia de la aviación fuera de la Tierra.
Para entender por qué ese vuelo fue tan difícil hay que entender el problema básico de Marte: la atmósfera del planeta tiene apenas el 1% de la densidad de la atmósfera terrestre. Para un helicóptero, eso es casi vacío. Las palas de un rotor convencional en la Tierra giran entre 400 y 500 rpm para generar sustentación; en Marte, con tan poco aire que empujar, un rotor tiene que girar seis veces más rápido para lograr el mismo efecto. Las noches bajan a -90°C, lo que amenaza la electrónica con cristalización. Y el retraso en las comunicaciones entre Marte y la Tierra —entre 3 y 22 minutos según la posición orbital de ambos planetas— hacía imposible cualquier control en tiempo real. Ingenuity tenía que volar, navegar y aterrizar de forma completamente autónoma.
Un experimento con fecha de vencimiento
La NASA clasificó a Ingenuity como "demostrador tecnológico". El plan era concreto: cinco vuelos en 30 días marcianos (sols), para demostrar que el vuelo motorizado era físicamente viable en Marte. Después de eso, Ingenuity quedaría como objeto estático y la misión principal —la del rover Perseverance, en búsqueda de señales de vida pasada en el cráter Jezero— continuaría sola. El helicóptero era prescindible por diseño.
El equipo del Jet Propulsion Laboratory (JPL) en Pasadena, California, había trabajado seis años para fabricar algo que pesara menos de 1,8 kilos, generara calor nocturno con una pequeña resistencia eléctrica, se cargara con un panel solar de 0,068 metros cuadrados, y tomara decisiones de vuelo autónomamente usando un chip Qualcomm Snapdragon 801 —el mismo de algunos teléfonos de gama media de 2014. Cada componente fue diseñado con margen mínimo.
Los 39 segundos que reencuadraron la aviación
El primer vuelo duró 39,1 segundos. Ingenuity ascendió 3 metros, giró 96 grados, sostuvo el hover unos instantes y descendió. La señal tardó tres minutos en llegar a la Tierra; el equipo de JPL supo del éxito casi cuatro minutos después de que ocurrió.
Dos años antes de ese vuelo, un ingeniero había pegado un trozo de tela de 1x3 centímetros en la estructura del helicóptero. Era muslin del ala izquierda del Wright Flyer, el avión con que Orville y Wilbur Wright realizaron el primer vuelo motorizado de la historia el 17 de diciembre de 1903, en Kitty Hawk, Carolina del Norte. Ese vuelo duró 12 segundos y cubrió 36 metros. El de Ingenuity duró 39 segundos y lo hizo en otro planeta. El sitio de aterrizaje en el cráter Jezero fue bautizado, en consecuencia, "Wright Brothers Field".
La decisión que extendió la misión tres años
Tras el quinto vuelo, el 7 de mayo de 2021, la NASA tomó una decisión que nadie había planificado: continuar. Ingenuity había demostrado su capacidad y el equipo propuso una extensión. En lugar de ser archivado, el helicóptero se convirtió en explorador de apoyo para Perseverance: reconocía terreno desde el aire, fotografiaba depósitos de rocas inaccesibles al rover y evaluaba rutas posibles para el vehículo de superficie desde alturas de hasta 24 metros (vuelo 35) y velocidades de 19,8 km/h.
Durante su etapa extendida, Ingenuity navegó el delta fósil del cráter Jezero. Desde el aire, sus cámaras de color capturaron perspectivas de Marte que ningún instrumento humano había obtenido antes.
El vuelo 72 y el fin de la misión
El 18 de enero de 2024, durante el descenso del vuelo 72, una o más palas del rotor sufrieron daños al contactar el suelo en condiciones de visibilidad reducida por polvo. Ingenuity quedó en pie pero incapaz de volar. La NASA confirmó el fin de la misión el 25 de enero de 2024.
El balance final: 72 vuelos, 128,8 minutos totales de vuelo, 17,2 kilómetros cubiertos sobre la superficie marciana. La última posición conocida es en el cráter Jezero, donde el helicóptero descansa de forma permanente. No hay ningún plan de rescate ni de recuperación. Ingenuity es, desde ese enero, el primer artefacto de aviación humana depositado en otro planeta —y el primero que realmente voló allí.
Lo que Dragonfly y el Mars Sample Return le deben a Ingenuity
Los datos operativos de Ingenuity cambiaron los supuestos de diseño de misiones futuras. La ESA y la NASA están desarrollando aeronaves para el Mars Sample Return, el proyecto conjunto que prevé recuperar las muestras de roca recolectadas por Perseverance. Los diseños parten de los datos de Ingenuity sobre comportamiento real de rotores en la atmósfera marciana.
La misión Dragonfly de la NASA —un drone rotatorio del tamaño de un auto que debe llegar a Titán, luna de Saturno, en 2034— incorpora principios probados en Marte. Titán tiene una atmósfera cuatro veces más densa que la terrestre, lo que facilita el vuelo; pero las temperaturas llegan a -179°C. El modelo de autonomía de vuelo que JPL desarrolló para Ingenuity es la base sobre la que se construye Dragonfly.
Ingenuity fue diseñado para ser prescindible. Terminó siendo fundacional.
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Imagen: Ingenuity sobre el suelo del cráter Jezero, Marte, fotografiado por el rover Perseverance. NASA/JPL-Caltech.
Fuente original: NASA - Ingenuity Mars Helicopter
