Investigadores del Centro de Investigación Ames de la agencia espacial estadounidense (NASA) en Silicon Valley, en colaboración con el Imperial College de Londres en Gran Bretaña y la Universidad de Nagoya en Japón, han revelado un nuevo diseño experimental de palas para helicópteros de Marte que lleva el código roamx-0201. Esta innovación tiene como objetivo superar los complejos obstáculos aerodinámicos de la delgada atmósfera marciana y permitir que los futuros vehículos de exploración vuelen distancias y tiempos que superan con creces lo logrado en misiones anteriores.
Un salto en el alcance de vuelo en comparación con el vehículo «Ingenuity»
El helicóptero «Ingenuity» logró un hito histórico como el primer vehículo propulsado en volar en el cielo de otro planeta, pero el alcance máximo de vuelo que logró en un solo viaje no superó los 0,7 kilómetros. La NASA se prepara para lanzar la misión «SkyFall», programada para 2028, que dependerá de tres helicópteros mejorados basados en los conceptos aerodinámicos habituales de las palas curvas del Ingenuity.
En cuanto al nuevo diseño roamx-0201, este sienta las bases para la próxima generación de helicópteros después de la misión «SkyFall»; ya que las simulaciones informáticas avanzadas y las pruebas en túneles de viento han demostrado que este perfil aerodinámico (Airfoil) permite a los futuros helicópteros recorrer una distancia de hasta 18,7 kilómetros en un solo vuelo continuo, manteniendo la capacidad de transportar equipos y dispositivos científicos avanzados a bordo, según un artículo de investigación publicado en la revista del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica (AIAA).
Innovación dinámica para superar la difícil física de Marte
El nuevo diseño se caracteriza por una estructura delgada, asimétrica y extremadamente afilada en comparación con las palas circulares tradicionales. Su superioridad se basa en abordar tres obstáculos principales impuestos por el planeta Marte:
- Retraso del fenómeno de «divergencia de resistencia» (Drag Divergence): La velocidad del sonido en la atmósfera de Marte es menor en comparación con la de la Tierra, lo que provoca un colapso repentino en la eficiencia de las palas cuando sus bordes se acercan a esa velocidad. El nuevo perfil permite operar a velocidades de rotación más altas sin sufrir este colapso.
- Aprovechamiento de la turbulencia aerodinámica para generar sustentación: A diferencia de los diseños tradicionales, el nuevo perfil genera una turbulencia intencionada en la «capa límite» (Boundary Layer) en el borde de ataque de la pala, lo que crea una fuerza dinámica que tira de la pala hacia arriba y aumenta la eficiencia de la sustentación vertical en el aire de baja densidad.
- Mejora de la resistencia a la entrada en pérdida (Stall): Las pruebas han demostrado una capacidad superior de recuperación y mantenimiento de la estabilidad ante cambios en los ángulos de flujo de aire, que era el punto que causaba una caída drástica en el rendimiento del Ingenuity, lo que otorga a los futuros vehículos márgenes de seguridad más amplios para maniobrar.
¿Qué significa esta innovación para la exploración espacial?
Aunque estas palas aún se encuentran en la etapa de pruebas de ingeniería y aún no están listas para el vuelo real, abordar las brechas entre las expectativas matemáticas y el rendimiento real en los túneles de viento allana el camino para una transformación radical en la exploración planetaria. Este alcance sin precedentes permitirá a los científicos inspeccionar vastas áreas geográficas de la superficie de Marte, recopilar datos de terrenos accidentados a los que es difícil acceder para los vehículos exploradores, y transportar muestras y cargas científicas mucho más pesadas en un futuro cercano.