La NASA diseña helicópteros capaces de volar hasta 18,7 kilómetros en Marte

Actualizado hace 3 minutos

Investigadores de la NASA están desarrollando el futuro del vuelo en Marte y sentando las bases de helicópteros capaces de volar más alto y más lejos mientras realizan labores científicas en el Planeta Rojo.

Mediante simulaciones informáticas de alta fidelidad y pruebas en túnel de viento, los ingenieros están replanteando las palas de rotor que podrían impulsar a la próxima generación de aeronaves marcianas, según ha informado la NASA.

El helicóptero Ingenuity de la NASA hizo historia como la primera aeronave con motor en volar en otro planeta. La misión SkyFall, cuyo lanzamiento está previsto para 2028, se basa en ese legado con un trío de helicópteros destinados a la exploración de Marte.

Ambas misiones utilizan una pala diseñada para operar en la tenue atmósfera marciana, con un borde curvo que recuerda a las palas usadas en la Tierra, aunque distinto de ellas.

Desarrollo del perfil aerodinámico roamx-0201

Los investigadores exploran diseños de pala poco convencionales, más delgados y afilados, con el objetivo de que las misiones posteriores a SkyFall puedan ampliar su alcance en un único vuelo por Marte.

Un equipo del Centro de Investigación Ames de la NASA, en Silicon Valley (California), trabaja junto con el Imperial College de Londres (Reino Unido) y la Universidad de Nagoya (Japón) en probar una nueva sección transversal de pala, o perfil aerodinámico, que promete mejorar de forma significativa el rendimiento aerodinámico en Marte.

Los investigadores diseñaron el nuevo perfil, denominado roamx-0201, mediante simulaciones avanzadas y algoritmos ajustados a las condiciones de Marte, que los orientaron hacia una forma más delgada y asimétrica. Las pruebas posteriores en túnel de viento mostraron que el diseño optimizado mejoraba el rendimiento y se recuperaba mejor en condiciones de vuelo arriesgadas.

Los investigadores utilizaron herramientas de simulación de alta fidelidad para analizar el rendimiento del perfil roamx-0201 y compararlo con la capacidad de Ingenuity.

Incremento de alcance

Descubrieron que las palas rediseñadas podrían permitir que los futuros helicópteros marcianos amplíen la distancia que pueden cubrir en un vuelo ininterrumpido, desde los 0,7 kilómetros de Ingenuity hasta 18,7 kilómetros, llevando además instrumentos científicos.

Las palas roamx-0201 funcionaron bien en parte porque pudieron operar durante más tiempo a velocidades más altas antes de experimentar un fenómeno conocido como 'divergencia de la resistencia' (drag divergence), en el que el rendimiento cae de repente cuando los rotores se acercan a la velocidad del sonido, que es menor en Marte que en la Tierra.

La nueva pala también se diferencia de los diseños anteriores en cómo utiliza la turbulencia para generar sustentación. Cuando el aire fluye sobre una pala de rotor, forma una región delgada llamada 'capa límite'. El nuevo perfil altera intencionadamente el flujo de esa capa límite en la parte delantera del perfil, justo en el borde de ataque, para crear una perturbación que, de manera contraintuitiva, tira de la pala hacia arriba y ayuda a elevar la aeronave con más eficacia que los diseños anteriores.

Superación de la pérdida de sustentación

Otro desafío para las aeronaves de rotor es la 'pérdida de sustentación' (stall), una condición aerodinámica en la que el rendimiento cae bruscamente y el vuelo se vuelve inestable tras un cambio en el ángulo del flujo de aire.

Las palas de Ingenuity sufrían una fuerte degradación del rendimiento en la pérdida de sustentación, pero, en las condiciones estudiadas, el diseño roamx-0201 mostró un comportamiento significativamente mejor. Esto significa que los futuros helicópteros podrían operar con seguridad en un rango más amplio de ángulos de vuelo.

Aunque la tecnología aún no está lista para Marte, las pruebas ayudan a los ingenieros a comprender y resolver las discrepancias entre las predicciones computacionales y el rendimiento en el mundo real. La investigación en curso en toda la NASA tiene como objetivo lograr helicópteros marcianos más eficientes que puedan volar más lejos, transportar más carga útil y abrir paso a nuevas misiones de ciencia y descubrimiento.