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On Mars, the air is thin, and every rotor blade has to be designed for it. Ingenuity, NASA's small helicopter, made the first powered flight on another planet, and its rounded blades were built for that job. A team at NASA's Ames Research Center in California's Silicon Valley, working with Imperial College London in the United Kingdom and Nagoya University in Japan, is now reshaping the blade for the flyers that come next.
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.
The new design, called roamx-0201, is thinner and asymmetrical in cross-section, compared with the rounded profile of Ingenuity's blades. Researchers used high-fidelity computer simulations and algorithms tuned to Mars conditions to reach that shape, then tested it in wind tunnels. The blade also works differently: its leading edge intentionally disrupts the thin layer of air that clings to the surface, a disturbance that, counterintuitively, pulls the blade upward and helps lift the helicopter more effectively than earlier designs.
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.
Two problems that limit rotorcraft are at the center of the work. On Mars, the speed of sound is lower than on Earth, and performance can drop suddenly, a phenomenon called drag divergence, when the rotors approach it. The roamx-0201 blade was able to run longer at higher speeds before that happened. It also tackles stall, the sudden loss of performance and stability when the angle of airflow changes. Ingenuity's blades degraded steeply at stall; under the conditions studied, the new design performed significantly better. In simulations, the redesigned blades could extend a single uninterrupted flight from 0.7 kilometers to as much as 18.7 kilometers while carrying scientific instruments. The findings were published on Sept. 22 in the journal of the American Institute of Aeronautics and Astronautics.
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).
These are not yet flight-ready results. The figures come from simulations and wind tunnel tests, and NASA says the technology is not yet ready for Mars. Engineers are still working to explain and close the gaps between computational predictions and real-world performance, which is precisely why the tests matter.
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.
For future Mars missions, the stakes are concrete. Helicopters fitted with such blades could fly farther, carry heavier scientific payloads and open new kinds of exploration, beyond the short hops Ingenuity was designed for. The SkyFall mission, due to launch in 2028 with three helicopters, comes first; the sources give no date for the flights that would use roamx-0201.
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.