Pela primeira vez na história, dois planetas foram o lar de testes de futuros projetos de aeronaves. Recentemente, um novo rotor foi testado no Simulador Espacial de 25 pés no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia, que poderia ser potencialmente usado na próxima geração de helicópteros de Marte.
Durante o teste de três semanas, as lâminas de fibra de carbono foram giradas em velocidades cada vez mais altas e em ângulos de inclinação cada vez maiores para ver se permaneceriam intactas à medida que suas pontas se aproximassem de velocidades supersônicas. As pás, que são mais longas e mais fortes do que as usadas no helicóptero Ingenuity Mars da NASA, atingiram Mach 0,95 durante o teste. Enquanto isso, o helicóptero Ingenuity Mars estabeleceu novos recordes de altitude e velocidade no Planeta Vermelho em nome de testes de voo experimental.
“Nossos testes de helicóptero de próxima geração em Marte tiveram literalmente o melhor dos dois mundos”, disse Teddy Tzanetos, gerente de projeto da Ingenuity e gerente dos helicópteros de recuperação de amostras da Mars. “Aqui na Terra, você tem toda a instrumentação e imediatismo prático que poderia esperar ao testar novos componentes de aeronaves. Em Marte, você tem condições reais fora do mundo que você nunca poderia realmente recriar aqui na Terra.” Isso inclui uma atmosfera muito fina e significativamente menos gravidade do que na Terra.
A NASA está testando pás de rotor de fibra de carbono de próxima geração que poderiam permitir helicópteros maiores e mais avançados em Marte. As novas lâminas são quase 4 polegadas (mais de 10 centímetros) mais longas que as lâminas do Ingenuity, com maior resistência e design diferenciado. No entanto, o desafio é que, à medida que as pontas das pás se aproximam de velocidades supersónicas, a turbulência que causa vibrações pode rapidamente sair do controlo.
Os engenheiros usaram o simulador espacial de 25 pés de largura e 85 pés de altura (8 metros por 26 metros) do JPL para simular a atmosfera marciana na Terra, onde Surveyor, Voyager e Cassini também foram testados. A equipe monitorou sensores, medidores e câmeras durante três semanas em setembro, enquanto as pás suportavam corrida após corrida em velocidades cada vez mais altas e ângulos de inclinação cada vez maiores.
“Giramos nossas lâminas até 3.500 rpm, o que é 750 rotações por minuto mais rápido do que as lâminas Ingenuity”, disse Tyler Del Sesto, vice-condutor de testes do Sample Recovery Helicopter no JPL. “Essas lâminas mais eficientes são agora mais do que um exercício hipotético. Eles estão prontos para voar.”
O helicóptero Ingenuity da NASA tem superado as expectativas desde que realizou o primeiro voo motorizado em outro planeta em abril de 2021. No final de 2022, estabeleceu um recorde de altitude de 46 pés (14 metros) acima da superfície marciana e, em abril de 2023, comemorou seu 50º vôo ao quebrar esse recorde com uma altura de 59 pés (18 metros).
Nos últimos dois anos e meio, completou 66 voos, o que é notável, dado que os engenheiros planearam apenas cinco voos. Recentemente, a Team Ingenuity tem levado seu helicóptero movido a energia solar para dar uma volta como nunca antes, enquanto cobre novos terrenos e transmite dados valiosos que podem ser valiosos para os projetistas de missões desenvolverem futuros modelos de voo.
“Nos últimos nove meses, dobramos nossa velocidade e altitude máximas, aumentamos nossa taxa de aceleração vertical e horizontal e até aprendemos a pousar mais devagar”, disse Travis Brown, engenheiro-chefe do Ingenuity no JPL. “A expansão do envelope fornece dados inestimáveis que podem ser usados pelos projetistas de missões para futuros helicópteros de Marte.”
Os voos do Ingenuity são limitados por considerações de energia disponível e temperatura do motor, normalmente durando cerca de dois a três minutos. Voar muito rápido pode confundir o sistema de navegação a bordo, que usa uma câmera para reconhecer rochas e outras características da superfície à medida que se movem em seu campo de visão.
Para atingir uma velocidade máxima de solo mais alta, a equipe envia comandos para o Ingenuity voar em altitudes mais elevadas, o que mantém os recursos visíveis por mais tempo. O helicóptero também estabeleceu um novo recorde de altitude de 78,7 pés (24 metros) e um recorde de velocidade de 22,3 mph (10 metros por segundo).
A equipe também tem feito experiências com a velocidade de pouso do Ingenuity, demonstrando que ele poderia pousar em velocidades 25% mais lentas do que foi originalmente projetado para pousar nos voos 57, 58 e 59.
Em dezembro, após a conjunção solar, o Ingenuity deverá realizar dois voos de alta velocidade durante os quais executará um conjunto especial de ângulos de inclinação e rotação projetados para medir seu desempenho.
“Os dados serão extremamente úteis no ajuste fino de nossos modelos aeromecânicos de como os helicópteros se comportam em Marte”, disse Brown no comunicado de imprensa. “Na Terra, esses testes geralmente são realizados nos primeiros voos. Mas não é para lá que estamos voando. Você precisa ter um pouco mais de cuidado ao operar tão longe da oficina mais próxima, porque não há necessidade de fazer nada.”
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