La Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA) desarrolla nuevos diseños de hélices para helicópteros capaces de alcanzar mayores distancias y mejorar sus condiciones de vuelo en Marte. Los avances podrían permitir que futuras aeronaves recorran hasta 18,7 kilómetros sin detenerse, ampliando considerablemente las posibilidades de exploración científica del planeta rojo.
La investigación combina simulaciones informáticas avanzadas con ensayos en túneles de viento para estudiar el comportamiento de las hélices en una atmósfera considerablemente menos densa que la terrestre.
El proyecto busca superar las limitaciones del helicóptero Ingenuity, que hizo historia en abril de 2021 al convertirse en la primera aeronave motorizada en realizar un vuelo controlado sobre otro planeta.
Los especialistas consideran que la incorporación de nuevos perfiles aerodinámicos permitirá desarrollar vehículos más eficientes, capaces de transportar instrumentos científicos y explorar regiones de difícil acceso para los vehículos terrestres.
NUEVO DISEÑO MEJORA EL RENDIMIENTO
Investigadores del Centro Ames de la NASA, ubicado en California, trabajan conjuntamente con especialistas del Imperial College de Londres y la Universidad de Nagoya, en Japón, para evaluar una nueva generación de palas de rotor.
El diseño experimental, denominado roamx-0201, presenta una estructura más delgada, afilada y asimétrica que las hélices utilizadas anteriormente.
Mediante algoritmos especialmente adaptados a las condiciones atmosféricas marcianas, los ingenieros consiguieron desarrollar un perfil que ofrece mejores resultados aerodinámicos y mayor estabilidad ante determinadas situaciones de vuelo.
Las simulaciones indican que estos avances permitirían aumentar la distancia recorrida en un vuelo ininterrumpido desde los aproximadamente 700 metros alcanzados por Ingenuity hasta un máximo potencial de 18,7 kilómetros.
Sin embargo, los investigadores advierten que estas cifras corresponden a proyecciones técnicas y no a vuelos reales efectuados sobre Marte.
LA TURBULENCIA SE CONVIERTE EN UNA VENTAJA
Uno de los aspectos más novedosos del diseño consiste en aprovechar determinados efectos de la turbulencia para mejorar la sustentación de la aeronave.
Cuando el aire circula sobre una hélice, se forma una delgada región conocida como capa límite. Los ingenieros modificaron el borde delantero de las nuevas palas para alterar deliberadamente ese flujo y generar fuerzas que contribuyan a elevar el helicóptero.
Este principio permite mejorar el rendimiento incluso cuando las hélices giran a velocidades elevadas.
El nuevo diseño también reduce los problemas asociados con la llamada divergencia de resistencia, un fenómeno que provoca una disminución brusca del rendimiento cuando los extremos de las hélices se aproximan a la velocidad del sonido.
Asimismo, las pruebas demostraron una mejor respuesta frente a la pérdida de sustentación, una condición que puede provocar inestabilidad cuando cambia el ángulo de incidencia del aire.
En las condiciones evaluadas, el perfil experimental presentó una mayor capacidad para mantener el vuelo controlado que las hélices utilizadas por Ingenuity.
SKYFALL CONTINUARÁ LA EXPLORACIÓN MARCIANA
La NASA también prepara la misión SkyFall, cuyo lanzamiento está previsto para finales de 2028 y que contempla el envío de tres helicópteros destinados a explorar la superficie marciana.
Estas aeronaves ampliarán las capacidades demostradas por Ingenuity y podrán transportar pequeños instrumentos científicos para estudiar el terreno.
No obstante, el diseño roamx-0201 todavía se encuentra en fase de investigación y está orientado principalmente a misiones posteriores a SkyFall.
El objetivo es desarrollar helicópteros capaces de recorrer mayores extensiones, obtener información detallada del terreno y acceder a lugares donde los vehículos exploradores tradicionales encuentran obstáculos.
TECNOLOGÍA TODAVÍA EN DESARROLLO
Aunque los resultados representan un avance significativo, la NASA reconoce que las nuevas hélices todavía no están preparadas para operar en Marte.
Los especialistas deben continuar contrastando las predicciones informáticas con los resultados experimentales y resolver las diferencias que aparecen durante las pruebas.
La atmósfera marciana, cuya densidad es aproximadamente el uno por ciento de la terrestre, constituye uno de los mayores desafíos para este tipo de tecnología.
A pesar de estas dificultades, los investigadores consideran que el perfeccionamiento de los sistemas de vuelo permitirá transportar equipos científicos más complejos, mejorar la autonomía de las aeronaves y obtener información de regiones hasta ahora inaccesibles.
Los avances abren nuevas posibilidades para la exploración robótica de Marte y podrían contribuir a la preparación de futuras misiones humanas al planeta rojo.
