Diseña un Rover de Marte con Cartón

Los rovers de Marte de la NASA tienen que funcionar a más de 200 millones de kilómetros del taller de reparaciones más cercano. Si se rompe una rueda o falla un sensor, no hay nadie que lo arregle. Cada decisión de diseño tiene eso en cuenta.

Hoy no diseñarás para esa distancia, pero trabajarás con el mismo tipo de restricciones: materiales limitados, límites de peso, terreno irregular y el requisito de que tu rover realmente funcione cuando se ponga a prueba.

El Planteamiento de la Misión

Lo Que Necesitas

• Cartón (cajas de cereal, cajas de entrega, cualquier cartón plano)
• Cinta de tela o cinta de papel
• Tijeras
• Tubos de cartón (rollos de papel toalla o papel higiénico)
• Popotes
• Vasitos de papel pequeños
• Opcional: sujetadores de latón, ligas, una regla

Tus Objetivos de Diseño

Los ingenieros reales son evaluados según requisitos específicos. Aquí están los tuyos:

1. 1

   Carga una carga útil

   Tu rover debe sostener un vasito con 3 monedas o 3 piedritas encima sin voltearse.

2. 2

   Atraviesa el terreno

   Tu rover debe rodar sobre una hoja de papel de cuaderno arrugada sin atascarse ni detenerse.

3. 3

   Sobrevive la caída

   Suéltalo desde la altura de tu rodilla. El rover debe quedar en una sola pieza y seguir rodando después.

4. 4

   Extra: el brazo

   Agrega una pieza que se extienda hacia afuera del cuerpo, como el brazo de un rover real, que pueda «alcanzar» hacia una superficie sin que todo el rover se mueva.

Tus Restricciones de Diseño

La ingeniería real siempre tiene restricciones. Trabajar dentro de ellas es el trabajo. Estas son las tuyas:

• Tamaño máximo: debe caber dentro de una caja de zapatos
• Sin pistola de silicón caliente. Solo cinta adhesiva y sujetadores
• Las ruedas deben ser redondas (cualquier tamaño, pero verdaderamente redondas)
• Tiempo máximo de construcción: 45 minutos
• Debes poder explicar una decisión de diseño antes de hacer la prueba

Preguntas de Ingeniería para Pensar Antes de Construir

1. 1

   ¿Cuántas ruedas?

   Cuatro ruedas ofrecen más estabilidad que tres. Pero más ruedas significan más peso y más partes que pueden romperse. Los rovers reales usan seis, con cada una conectada de forma independiente para que si una rueda choca con una roca no vuelque todo el vehículo.

2. 2

   ¿Dónde está el peso?

   El peso arriba hace que el rover se vuelque fácilmente. El peso abajo lo mantiene estable. Pon las partes más pesadas lo más cerca posible del suelo.

3. 3

   ¿Qué tan ancha es la vía?

   La distancia entre las ruedas izquierda y derecha se llama vía. Una vía más ancha hace que sea más difícil voltearlo de lado. Una vía más estrecha cabe en espacios más reducidos.

4. 4

   ¿Qué pasa cuando una rueda choca con un bache?

   Si el eje es rígido, un bache en una rueda levanta todo un lado. Los rovers reales usan suspensión rocker-bogie para que cada rueda se mueva de forma independiente. ¿Puedes hacer algo así con cartón y cinta?

Pruébalo y Luego Hazte Estas Preguntas

• ¿Se volteó durante la prueba de carga? ¿Dónde está concentrado el peso?
• ¿Se atascó en el papel arrugado? ¿Se hundió una rueda o arrastró el cuerpo?
• ¿Sobrevivió la caída? ¿Qué parte falló primero?
• ¿Cuál es el único cambio que harías si tuvieras diez minutos más?

Escribe o dibuja tus respuestas. Ese registro es lo que separa una primera construcción de una segunda mejor.

“Un estudiante agregó una rampa al frente de su rover usando una tira de cartón doblada. Dijo que era para empujar las rocas del camino. Le pregunté si había visto eso en un rover real. Dijo que no, que simplemente pensó que ayudaría. Ese es el tipo de pensamiento correcto.”

La Conexión con el Rover Real

Perseverance, el rover actual de la NASA en Marte, pesa aproximadamente 1,025 kilogramos y tiene seis ruedas diseñadas para moverse de forma independiente. Lleva cámaras, un micrófono, un taladro y un helicóptero llamado Ingenuity. Cada parte tuvo que ser suficientemente ligera para el lanzamiento, suficientemente resistente para el aterrizaje y suficientemente confiable para operar durante años sin nadie cerca que la repare.

Las preguntas de diseño con las que estás trabajando, incluyendo distribución del peso, número de ruedas, despeje del terreno y capacidad de carga, son las mismas categorías de preguntas que responden los ingenieros reales de rovers, solo que a escalas muy diferentes.