La NASA avanza en el desarrollo de sus helicópteros SkyFall, una flotilla aérea diseñada para explorar Marte y localizar depósitos de hielo ocultos a poca profundidad bajo la superficie del planeta rojo. Estas aeronaves incorporarán una antena de radar considerada revolucionaria por su flexibilidad y capacidad de penetración.
El sistema ya superó con éxito una primera fase de ensayos en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL). Según el comunicado oficial de la agencia espacial, el radar resistió el doble de aterrizajes de los previstos para la misión principal: 200 maniobras sin pérdida de señal. El despegue de SkyFall está programado para finales de 2028 a bordo del Space Reactor-1 Freedom, que será la primera misión interplanetaria impulsada por energía nuclear.
La misión contempla el envío de tres helicópteros: uno de mayor tamaño y dos más pequeños. Su tarea será sobrevolar la superficie marciana emitiendo señales de radar de penetración terrestre. El objetivo es resolver un problema que los satélites orbitales no pueden abordar con precisión: detectar depósitos de hielo poco profundos, ubicados a unos 5 metros (16 pies) bajo el suelo.
De acuerdo con el JPL, las longitudes de onda más largas de este radar pueden atravesar varios metros de terreno, mientras que las más cortas ofrecen una lectura detallada de las capas superficiales. Los satélites sí logran cartografiar grandes reservas de hielo a decenas de metros de profundidad, pero no那些 depósitos cercanos a la superficie que resultarían más útiles para futuras misiones tripuladas.
Un radar diseñado para volar a centímetros del suelo marciano
El corazón del sistema es una antena flexible de tela que cuelga debajo de cada helicóptero. Fue desarrollada específicamente para no interferir con los aterrizajes ni romperse al tocar el suelo. La distancia mínima entre la aeronave y la superficie será de apenas 15 centímetros (6 pulgadas), una condición que hizo inviables las antenas tradicionales para este tramo del espectro electromagnético.
Adrian Tang, científico principal del instrumento de radar de penetración terrestre de SkyFall en el JPL, explicó que la proximidad al terreno es indispensable para cumplir la misión:
“La única forma de detectar hielo subterráneo poco profundo de forma remota es volar cerca del suelo”.
Tang agregó: “Al volar bajo y despacio, un helicóptero SkyFall podría capturar imágenes de radar que permitan distinguir las finas capas donde el suelo seco da paso al hielo, detectando su presencia y cartografiando su extensión”.
Para resolver las limitaciones de espacio, el equipo optó por una antena Vivaldi, un diseño plano y curvo que cubre un amplio rango continuo de radiofrecuencias. Las versiones convencionales seguían siendo demasiado grandes, ya que una antena de este tipo tendría que medir unos 48 centímetros (19 pulgadas). Fue necesario miniaturizarla para adaptarla al estudio del regolito seco marciano, que atenúa mucho menos las ondas de radio que el suelo terrestre.
La antena debe doblarse al aterrizar y recuperar su forma al despegar
Christine Gebara, jefa de mecánica del radar de penetración terrestre SkyFall en el JPL, señaló que el equipo incorporó técnicas adicionales para reducir aún más el tamaño del dispositivo. Aun así, la antena mide aproximadamente una vez y media más que las patas del helicóptero, lo que obliga a que se pliegue durante el aterrizaje y se deforme aún más si la nave toca una roca.
Esa exigencia mecánica fue parte central del desarrollo, porque la antena debe volver a su forma original cuando el helicóptero despega para recolectar datos. La misión prevé docenas de vuelos sobre Marte, por lo que el sistema debía soportar esfuerzos repetidos sin deformarse en vuelo.
Para lograrlo, los ingenieros recubrieron la antena con poliéster y capas de Vectran, el mismo material empleado en los airbags de aterrizaje que protegieron a los rovers Spirit y Opportunity. También le añadieron resortes de cinta de fibra de vidrio flexible y una estructura de montaje ligera de magnesio.
Las pruebas comenzaron con diseños en papel y modelos matemáticos, y luego se trasladaron al Laboratorio de Pruebas Ambientales del JPL. Allí, los ingenieros doblaron y flexionaron el prototipo para simular distintas orientaciones tras el vuelo y múltiples aterrizajes. Posteriormente, lo sometieron a cambios extremos de temperatura para reproducir las variaciones entre el día y la noche marcianos.
Entre una fase y otra, el hardware fue colocado en una cámara de pruebas electromagnéticas para verificar que su capacidad de transmitir y recibir señales no se alterara. El equipo también invirtió la antena y la sometió a una tensión superior a la que impondría la gravedad de Marte mientras evaluaba su rendimiento en radiofrecuencia.
El desarrollo de SkyFall parte de la experiencia acumulada por Ingenuity, el helicóptero que entre 2021 y 2024 demostró que era posible un vuelo controlado en la atmósfera enrarecida de Marte y que una plataforma aérea podía aportar datos útiles para desplazamientos en superficie y elección de zonas de estudio.
Tras esta primera campaña, el equipo del radar trabaja en un modelo de ingeniería apto para pruebas de vibración, despliegue en un entorno marciano simulado, ensayos de señal y pruebas al aire libre en el Mars Yard del JPL. Según la publicación de la agencia, ese es el paso previo a la homologación final del hardware para vuelo.
Fuente: Infobae