Sulla Terra, la NASA ha provato un nuovo rotore che ha raggiunto velocità quasi supersoniche (0,95 Mach) e potrebbe essere utilizzato con gli elicotteri marziani di prossima generazione. Su Marte, il drone Ingenuity ha raggiunto nuovi record di altitudine e velocità durante i test di volo sperimentale.

 “I nostri test sugli elicotteri marziani di prossima generazione hanno letteralmente ottenuto il meglio da entrambi i mondi”, ha affermato Teddy Tzanetos, project manager di Ingenuity e responsabile degli elicotteri per il recupero dei campioni su Marte. “Qui sulla Terra, hai tutta la strumentazione e l’immediatezza pratica che potresti sperare quando testi nuovi componenti aeronautici. Su Marte ci sono le vere condizioni extraterrestri che non potresti mai veramente ricreare qui sulla Terra”, come un’atmosfera sottilissima e una gravità significativamente inferiore rispetto alla Terra.

Le pale in fibra di carbonio del rotore di prossima generazione testate sulla Terra sono oltre 10 centimetri più lunghe di quelle di Ingenuity, con maggiore resistenza e un design diverso, spiega l'Agenzia. Gli ingegneri ritengono che queste pale potrebbero consentire la realizzazione di elicotteri marziani più grandi e capaci. Tuttavia, quando le punte delle pale si avvicinano a velocità supersoniche, le turbolenze causano vibrazioni che possono rapidamente sfuggire di mano.

 

I test sulla Terra

Il nuovo rotore è stato testato nel simulatore spaziale del JPL largo 8 metri e alto 26 metri, dove Surveyor, Voyager e Cassini hanno vissuto la prima esperienza in un ambiente simile allo spazio.

Il team ha raccolto dati con i sensori e registrato con le telecamere per tre settimane a settembre, mentre le pale resistevano corsa dopo corsa a velocità sempre più elevate e angoli di inclinazione maggiori.

"Abbiamo fatto girare le nostre pale fino a 3.500 giri al minuto, ovvero 750 giri al minuto più veloci di quanto abbiano fatto le pale Ingenuity", ha affermato Tyler Del Sesto, che ha partecipato ai test presso il JPL. “Queste lame più efficienti sono ora più di un esercizio ipotetico. Sono pronti a volare".

Più o meno nello stesso periodo e, a circa 161 milioni di chilometri di distanza, Ingenuity sperimentava cose che un Mars Helicopter non avrebbe mai immaginato di poter fare.

 

Imparare a volare su Marte

Ingenuity ha superato di gran lunga le aspettative della missione. Avrebbe dovuto volare al massimo 5 volte su Marte ma da quel primo volo più di due anni e mezzo fa, l'elicottero ha superato di 32 volte la missione prevista di 30 giorni e ha volato finora 66 volte.

Ogni volta che Ingenuity si alza in volo, copre nuovi territori, offrendo una prospettiva che nessuna missione planetaria precedente avrebbe potuto ottenere. Ma ultimamente, il team ha spinto il drone ai limiti.

"Negli ultimi nove mesi, abbiamo raddoppiato la nostra velocità massima e l'altitudine, aumentato il nostro tasso di accelerazione verticale e orizzontale e abbiamo persino imparato ad atterrare più lentamente", ha affermato Travis Brown, ingegnere capo di Ingenuity al JPL. 

A causa delle limitazioni dovute all’energia disponibile e alla temperatura del motore, i voli Ingenuity durano solitamente circa due o tre minuti. Sebbene l’elicottero possa coprire più terreno in un singolo muovendosi più velocemente, volare troppo velocemente può confondere il sistema di navigazione di bordo. Questo utilizza una telecamera per riconoscere le rocce e altri elementi della superficie mentre si spostano attraverso il suo campo visivo. Se questi riferimenti sfrecciano troppo velocemente, il sistema può perdere l'orientamento. Per ovviare a questo potenziale problema, il team sta facendo volare Ingenuity più in alto perché in tal modo l'area che cade nel campo visivo è maggiore e le caratteristiche di superficie rimangono visibili più a lungo.

Il volo 61 ha stabilito un nuovo record di altitudine di 24 metri. Con il volo 62 Ingenuity ha stabilito un record di velocità di 10 metri al secondo.

Il team ha anche lavorato sulla velocità di atterraggio. L'elicottero è stato progettato per entrare in contatto con la superficie alla velocità relativamente elevata di 9,7 metri al secondo in modo che i sensori di bordo potessero facilmente confermare il touchdown e spegnere i rotori prima che il drone rimbalzasse in aria. Ma un elicottero che atterra più lentamente potrebbe essere progettato con un carrello di atterraggio più leggero. Quindi, sui voli 57, 58 e 59 è stato dimostrato che Ingenuity può atterrare a velocità inferiori del 25% rispetto a quelle di progetto.

E non è finita qui. A dicembre, dopo la congiunzione solare, Ingenuity dovrebbe eseguire due voli ad alta velocità durante i quali eseguirà una serie speciale di angoli di beccheggio e rollio progettati per misurare le sue prestazioni.