Pala de la NASA para helicópteros de Marte: 18,7 km en simulaciones

En Marte, el aire es tenue, y cada pala de rotor debe diseñarse teniendo esto en cuenta. Ingenuity, el pequeño helicóptero de la NASA, realizó el primer vuelo motorizado en otro planeta, y sus palas redondeadas se diseñaron para ese cometido. Un equipo del Centro de Investigación Ames de la NASA, en el Silicon Valley de California, que trabaja junto con el Imperial College London, en el Reino Unido, y la Universidad de Nagoya, en Japón, está ahora rediseñando la pala para los aparatos que vendrán después.

El nuevo diseño, llamado roamx-0201, tiene una sección transversal más delgada y asimétrica, a diferencia del perfil redondeado de las palas de Ingenuity. Los investigadores emplearon simulaciones informáticas de alta fidelidad y algoritmos ajustados a las condiciones de Marte para llegar a esa forma, y después la probaron en túneles de viento. Además, la pala funciona de forma distinta: su borde de ataque altera deliberadamente la fina capa de aire que se adhiere a la superficie, una perturbación que, contra lo que cabría esperar, empuja la pala hacia arriba y ayuda a elevar el helicóptero de forma más eficaz que los diseños anteriores.

Dos problemas que limitan a los aparatos de ala rotatoria están en el centro del trabajo. En Marte, la velocidad del sonido es menor que en la Tierra, y el rendimiento puede caer de forma brusca, un fenómeno denominado divergencia de resistencia aerodinámica, cuando los rotores se acercan a ese punto. La pala roamx-0201 pudo funcionar durante más tiempo a velocidades más altas antes de que eso ocurriera. También aborda la entrada en pérdida, la pérdida repentina de rendimiento y estabilidad que se produce cuando cambia el ángulo del flujo de aire. Las palas de Ingenuity se degradaban bruscamente en la entrada en pérdida; en las condiciones estudiadas, el nuevo diseño funcionó significativamente mejor. En las simulaciones, las palas rediseñadas podrían ampliar un vuelo ininterrumpido de 0,7 kilómetros a hasta 18,7 kilómetros transportando instrumentos científicos. Los hallazgos se publicaron el 22 de septiembre en la revista del Instituto Estadounidense de Aeronáutica y Astronáutica (AIAA).

No se trata todavía de resultados listos para volar. Las cifras proceden de simulaciones y de pruebas en túnel de viento, y la NASA señala que la tecnología aún no está lista para Marte. Los ingenieros siguen trabajando para explicar y cerrar las diferencias entre las predicciones computacionales y el rendimiento real, y precisamente por eso las pruebas son importantes.

Para las futuras misiones a Marte, lo que está en juego es concreto. Los helicópteros equipados con este tipo de palas podrían volar más lejos, transportar cargas científicas más pesadas y abrir nuevas formas de exploración, más allá de los cortos saltos para los que fue diseñado Ingenuity. La misión SkyFall, prevista para 2028 con tres helicópteros, es la primera; las fuentes no dan fecha para los vuelos que utilizarían roamx-0201.