La NASA vuelve a la carga, trasteando con el futuro del vuelo en Marte, porque al parecer, volar un helicóptero en otro planeta una sola vez no era suficiente. Los investigadores están desarrollando palas de rotor que podrían permitir a los futuros helicópteros marcianos volar más alto, más lejos y, en general, lucirse más que el intrépido pequeño Ingenuity, que hizo historia como la primera aeronave con motor en volar en otro planeta. La misión SkyFall, cuyo lanzamiento está previsto para 2028, enviará un trío de helicópteros a Marte, continuando ese legado con palas diseñadas para la molesta atmósfera tenue del Planeta Rojo, con un borde curvo que recuerda, pero es distinto, a las palas usadas en la Tierra. Porque, ¿para qué hacerlo fácil?

La verdadera diversión comienza con lo poco convencional: palas más delgadas y afiladas que podrían ampliar el alcance de un solo vuelo para misiones posteriores a SkyFall. Un equipo del Centro de Investigación Ames de la NASA en el Silicon Valley de California, en colaboración con el Imperial College de Londres y la Universidad de Nagoya en Japón, ha estado probando una nueva sección transversal de pala, o perfil aerodinámico, denominada roamx-0201. Utilizando simulaciones avanzadas y algoritmos ajustados a las condiciones de Marte, dieron con una forma más delgada y asimétrica que promete mejorar significativamente el rendimiento aerodinámico. Las pruebas en túnel de viento confirmaron que el diseño no solo mejoraba el rendimiento, sino que también se recuperaba mejor en condiciones de vuelo arriesgadas. Porque nada dice 'buen diseño' como sobrevivir al equivalente aerodinámico de un mal día.

Las cifras son impresionantes: simulaciones de alta fidelidad mostraron que las palas rediseñadas podrían ampliar la distancia cubierta en un vuelo ininterrumpido desde los 0,7 kilómetros del Ingenuity hasta los 18,7 kilómetros, mientras transportan instrumentos científicos. Eso es un aumento de aproximadamente 26 veces, o más o menos la distancia desde la sede de la NASA hasta una taza de café decente. Los hallazgos se anunciaron en un artículo publicado el 22 de septiembre en la revista del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica, que es presumiblemente donde los aerodinamicistas van a presumir.

Entonces, ¿por qué funcionan tan bien estas palas? En parte porque pueden operar más tiempo a velocidades más altas antes de alcanzar la 'divergencia de resistencia', un fenómeno en el que el rendimiento cae repentinamente cuando los rotores se acercan a la velocidad del sonido, que en Marte es menor que en la Tierra. Piénsalo como el equivalente aerodinámico de golpear un bache a velocidad de autopista. Las palas roamx-0201 también difieren en cómo utilizan la turbulencia para crear sustentación. A medida que el aire fluye sobre una pala, forma una región delgada llamada 'capa límite'. El nuevo perfil aerodinámico interrumpe intencionalmente ese flujo en el borde de ataque para crear una perturbación que, contraintuitivamente, tira de la pala hacia arriba, ayudando a elevar el rotorcraft de manera más efectiva que los diseños anteriores. Es como tropezar a propósito para recuperar el equilibrio, pero con más ciencia.

Otro desafío es la 'pérdida', donde el rendimiento cae bruscamente y el vuelo se vuelve inestable después de un cambio en el ángulo de flujo de aire. Las palas del Ingenuity experimentaron una degradación pronunciada del rendimiento en la pérdida, pero bajo las condiciones estudiadas, el diseño roamx-0201 mostró un comportamiento de pérdida significativamente mejorado. Eso significa que los futuros helicópteros podrían operar de manera segura en un rango más amplio de ángulos de vuelo, siempre una ventaja cuando vuelas en una atmósfera que es 1% tan densa como la de la Tierra y no hay asistencia en carretera.

Aunque la tecnología aún no está lista para Marte, las pruebas están ayudando a los ingenieros a comprender y resolver discrepancias entre las predicciones computacionales y el rendimiento del mundo real, una brecha que ha humillado a más de una simulación. La investigación en curso en toda la NASA tiene como objetivo permitir helicópteros marcianos más eficientes que puedan volar más lejos, llevar más carga útil y desbloquear nuevas misiones científicas y de descubrimiento. Porque si vamos a explorar Marte, bien podríamos hacerlo con estilo, alcance y un sano desprecio por las leyes de la aerodinámica tal como las conocemos.