La NASA prepara nuevos helicópteros para recorrer hasta 18 kilómetros sobre Marte: cómo funcionan

La NASA quiere que sus helicópteros puedan recorrer hasta 18,7 kilómetros en un solo vuelo sobre Marte. Para conseguirlo, sus equipos estudian una nueva forma para las palas, las piezas que giran y lo levantan del suelo. Primero la prueban en computadoras y después en túneles de viento.

La idea es que las futuras aeronaves vuelen más alto y más lejos, con instrumentos a bordo para investigar el planeta rojo. El nuevo perfil de palas se llama roamx-0201.

Según los cálculos del equipo, estos helicópteros podrían pasar de los 0,7 kilómetros (0,43 millas) que recorrió Ingenuity a 18,7 kilómetros (11,6 millas) sin parar, aun con equipos científicos encima.

Ingenuity formó parte de la misión Mars 2020 de la NASA y fue la primera aeronave motorizada que voló en otro planeta. Ahora, su experiencia sirve como base para SkyFall, una misión cuyo lanzamiento está previsto para 2028. La misión enviará tres helicópteros a Marte.

Tanto Ingenuity como los aparatos de SkyFall usan palas hechas para una atmósfera muy tenue. A simple vista, sus bordes curvos pueden parecerse a los rotores de la Tierra. Sin embargo, las condiciones son otras. En Marte, por ejemplo, el sonido viaja más lento, y eso cambia la forma en que deben funcionar los rotores.

Con la mirada puesta en lo que venga después de SkyFall, investigadores del Centro de Investigación Ames de la NASA, en Silicon Valley, California, trabajan junto con el Imperial College de Londres, en Reino Unido, y la Universidad de Nagoya, en Japón. El equipo prueba palas más delgadas y con una punta más marcada que las habituales.

Las nuevas palas buscan mantener el vuelo aun cuando el aire cambia

El perfil roamx-0201 nació de simulaciones y algoritmos pensados para las condiciones de Marte. Su forma es más fina y desigual en ambos lados. Después, las pruebas en túneles de viento mostraron que el modelo puede rendir mejor y responder con más margen ante situaciones difíciles durante el vuelo.

Las simulaciones también permitieron compararlo con Ingenuity. El punto clave es que las palas pueden mantener velocidades altas durante más tiempo antes de sufrir la divergencia de arrastre. Ese fenómeno reduce de golpe el rendimiento de los rotores cuando se acercan a la velocidad del sonido.

El diseño introduce otro cambio. Cuando el aire pasa por encima de una pala, queda pegado a ella en una capa muy fina. El nuevo perfil altera a propósito ese flujo en la parte delantera, cerca del borde de ataque. Aunque parezca extraño, esa pequeña perturbación aumenta la sustentación y ayuda al helicóptero a elevarse con más eficacia que con los diseños anteriores.

El modelo respondió mejor ante la pérdida de sustentación

La investigación también analizó la entrada en pérdida. Se trata de una situación en la que un cambio en el ángulo con que llega el aire hace caer mucho el rendimiento y puede volver inestable el vuelo. Las palas de Ingenuity perdieron capacidad de manera marcada cuando entraron en esa condición.

En las pruebas, roamx-0201 tuvo una respuesta mucho mejor ante la entrada en pérdida. Si se usa en futuros aparatos, podría permitir vuelos seguros en un rango más amplio de ángulos de operación.

Los resultados se publicaron el 22 de septiembre en la revista AIAA Journal. De todos modos, la tecnología todavía no está lista para volar en Marte. Los ingenieros siguen con las pruebas porque necesitan entender y resolver las diferencias entre lo que anticipan las computadoras y lo que ocurre fuera de esos modelos.

La investigación de la NASA apunta a helicópteros marcianos que usen mejor la energía, viajen más lejos, lleven una carga útil mayor y acompañen nuevas misiones científicas y de descubrimiento.