NASA o face din nou, măzgălind viitorul zborului pe Marte – pentru că, aparent, să zbori cu un elicopter pe altă planetă o singură dată nu a fost de ajuns. Cercetătorii dezvoltă pale de rotorcare ar putea permite viitoarelor elicoptere marțiene să zboare mai sus, mai departe și, în general, să se laude mai mult decât istețul mic Ingenuity, care a intrat în istorie ca primul aparat cu motor care a zburat pe altă planetă. Misiunea SkyFall, programată pentru lansare în 2028, va trimite trei elicoptere pe Marte, construind pe această moștenire cu pale proiectate pentru atmosfera enervant de subțire a Planetei Roșii – cu o margine curbă care amintește de, dar este distinctă față de palele folosite pe Pământ. Pentru că de ce să facem lucrurile simple?

Distracția reală începe cu neconvenționalul: pale mai subțiri și mai ascuțite care ar putea extinde raza de acțiune a unui singur zbor pentru misiunile de după SkyFall. O echipă de la Centrul de Cercetare Ames al NASA din Silicon Valley, California, lucrând cu Imperial College London și Universitatea Nagoya din Japonia, a testat o nouă secțiune transversală a palei – sau profil aerodinamic – numită roamx-0201. Folosind simulări avansate și algoritmi adaptați condițiilor marțiene, au ajuns la o formă mai subțire și asimetrică care promite să îmbunătățească semnificativ performanța aerodinamică. Testele în tunelul de vânt au confirmat că designul nu doar că a îmbunătățit performanța, dar s-a și recuperat mai bine în condiții riscante de zbor. Pentru că nimic nu spune 'design bun' ca supraviețuirea echivalentului aerodinamic al unei zile proaste.

Cifrele sunt impresionante: simulările de înaltă fidelitate au arătat că palele reproiectate ar putea extinde distanța parcursă într-un zbor neîntrerupt de la 0,7 kilometri ai Ingenuity la până la 18,7 kilometri – transportând și instrumente științifice. Asta e o creștere de aproximativ 26 de ori, sau cam distanța de la sediul NASA până la o cafea decentă. Rezultatele au fost anunțate într-o lucrare publicată pe 22 septembrie în jurnalul Institutului American de Aeronautică și Astronautică, care este probabil locul unde aerodinamiștii merg să se laude.

Deci de ce funcționează atât de bine aceste pale? Parțial pentru că pot opera mai mult timp la viteze mai mari înainte de a atinge 'divergența de rezistență' – un fenomen în care performanța scade brusc când rotoarele se apropie de viteza sunetului, care pe Marte este mai mică decât pe Pământ. Gândește-te la asta ca la echivalentul aerodinamic al lovirii unei gropi la viteză de autostradă. Palele roamx-0201 diferă și în modul în care folosesc turbulența pentru a crea portanță. Pe măsură ce aerul curge peste o pală, se formează o regiune subțire numită 'strat limită'. Noul profil aerodinamic perturbă intenționat acest flux la marginea de atac pentru a crea o perturbație care, contraintuitiv, trage pala în sus – ajutând rotorul să ridice mai eficient decât modelele anterioare. E ca și cum te împiedici intenționat pentru a-ți recăpăta echilibrul, dar cu mai multă știință.

O altă provocare este 'blocajul' (stall), unde performanța scade brusc și zborul devine instabil după o schimbare a unghiului fluxului de aer. Palele Ingenuity au experimentat o degradare accentuată a performanței la blocaj, dar în condițiile studiate, designul roamx-0201 a arătat un comportament semnificativ îmbunătățit la blocaj. Asta înseamnă că viitoarele elicoptere ar putea opera în siguranță la o gamă mai largă de unghiuri de zbor – întotdeauna un plus când zbori într-o atmosferă care are 1% din densitatea celei a Pământului și nu există asistență rutieră.

Deși tehnologia nu este încă pregătită pentru Marte, testele îi ajută pe ingineri să înțeleagă și să rezolve discrepanțele dintre predicțiile computaționale și performanța din lumea reală – un decalaj care a umilit multe simulări. Cercetările în curs în cadrul NASA vizează să permită elicoptere marțiene mai eficiente care pot zbura mai departe, transporta mai multă încărcătură utilă și debloca noi misiuni științifice și de descoperire. Pentru că dacă tot explorăm Marte, la fel de bine s-o facem cu stil, rază de acțiune și o ignorare sănătoasă a legilor aerodinamicii așa cum le știm.