Las palas del rotor que llevarán a los helicópteros de próxima generación de la NASA a nuevas alturas marcianas rompieron la barrera del sonido durante las pruebas realizadas en marzo en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, en el sur de California. Los datos de las pruebas, que se llevaron a cabo en una cámara especial capaz de simular las condiciones ambientales del Planeta Rojo, indican que la parte de la pala del rotor que se desplaza más rápido, las puntas, puede acelerarse más allá de Mach 1 sin romperse. Los datos recopilados de 137 pruebas permitirán a los ingenieros diseñar aeronaves capaces de transportar cargas útiles más pesadas, incluidos instrumentos científicos.
«La NASA tuvo un gran éxito con el helicóptero Ingenuity en Marte, pero estamos pidiendo a estas aeronaves de próxima generación que hagan aún más en el Planeta Rojo», dijo Al Chen, gerente del Programa de Exploración de Marte en el JPL. «No es una tarea fácil. Si bien todo lo relacionado con Marte es difícil, volar allí es prácticamente lo más difícil que se puede hacer. Esto se debe a que su atmósfera es tan increíblemente delgada que es difícil generar sustentación y, sin embargo, Marte tiene una gravedad significativa».
El Ingenuity, que realizó el primer vuelo propulsado y controlado en otro planeta hace poco más de cinco años, el 19 de abril de 2021, fue una demostración tecnológica pionera que no llevaba instrumentos científicos a bordo. El proyecto SkyFall, anunciado recientemente por la agencia, y otras posibles aeronaves marcianas futuras serán capaces de transportar cargas útiles —incluidos instrumentos científicos y sensores— para recopilar datos en apoyo de futuras misiones humanas y robóticas, aprovechando las ventajas que ofrece la exploración aérea a baja altitud.
Necesidad de velocidad
En el vertiginoso mundo de los rotores, un mayor empuje se consigue con un giro más rápido o un diámetro mayor. Aunque este axioma es válido en la Tierra, los ingenieros que diseñan aeronaves para el Planeta Rojo deben ser mucho más agresivos. Debido a que la atmósfera marciana tiene solo el 1 % de la densidad de la terrestre, maximizar el empuje requiere llevar las puntas de las palas a velocidades cercanas a la del sonido para lograr una sustentación significativa. Si bien los rotores de diámetro pequeño en la Tierra también pueden girar a miles de revoluciones por minuto, tienen más moléculas de aire que empujar y no necesitan acercarse al límite sónico.
El equipo de vuelo del Ingenuity nunca permitió que la velocidad de rotación de sus rotores de espuma con revestimiento compuesto superara las 2700 rpm durante los 72 vuelos del helicóptero en Marte por dos razones: para evitar la física impredecible de la barrera del sonido y para asegurarse de que una ráfaga de viento inesperada (provocada por un remolino de polvo, por ejemplo) no hiciera que las puntas de los rotores sobrepasaran el umbral sónico.
«Si Chuck Yeager estuviera aquí, te diría que las cosas pueden ponerse complicadas alrededor de Mach 1», dijo Jaakko Karras, del JPL, jefe de pruebas de rotores. «Teniendo eso en cuenta, planificamos los vuelos de Ingenuity para mantener las puntas de las palas del rotor a Mach 0,7 sin viento, de modo que si nos encontrábamos con un viento en contra marciano durante el vuelo, las puntas del rotor no alcanzaran velocidades supersónicas. Pero queremos más rendimiento de nuestra aeronave marciana de próxima generación. Necesitábamos saber que nuestros rotores podían ir más rápido de forma segura».
Mientras que Mach 1 en la Tierra a nivel del mar es de aproximadamente 760 mph (1223 km/h), la velocidad del sonido en Marte es significativamente más lenta —aproximadamente 540 mph (869 km/h)— debido a la atmósfera del planeta, que es delgada, fría y rica en dióxido de carbono.
Cámara a prueba de palas
Para comenzar a evaluar los rotores, desarrollados y fabricados por AeroVironment en Simi Valley, California, Karras y su equipo montaron un rotor de tres palas que podría utilizarse en futuros diseños de helicópteros marcianos dentro del histórico Simulador Espacial de 25 pies del JPL. Evacuaron el aire y lo reemplazaron con la cantidad justa de dióxido de carbono para imitar la atmósfera marciana, y luego soplaron aire contra el rotor mientras este giraba a velocidades cada vez mayores.
Los ingenieros de pruebas habían tomado la precaución de revestir parte de la cámara con chapa metálica por si las palas se rompían durante el experimento supersónico. Desde una sala de control a unos metros de distancia de la cámara, el equipo observó las pantallas que mostraban los datos y una vista del interior de la cámara mientras las revoluciones por minuto subían hasta alcanzar las 3750. A esa velocidad, las puntas viajaban a Mach 0,98. Luego, los ingenieros activaron un ventilador dentro de la cámara que azotaba los rotores con vientos en contra. Después de cada prueba, aumentaban la velocidad del viento para la siguiente.
El equipo elevó las velocidades de las puntas de los rotores a Mach 1,08, aumentando la capacidad de sustentación del vehículo marciano en un 30 %. Este avance permite que las futuras misiones puedan transportar cargas científicas más pesadas, incluyendo sensores avanzados y baterías más grandes para vuelos prolongados.
A continuación, el equipo probó suerte con el rotor SkyFall de dos palas. Al ser ligeramente más largo que la versión de tres palas, solo se necesitaron 3.570 rpm para alcanzar la misma velocidad casi supersónica en las puntas del rotor antes de introducir los vientos en contra.
«El éxito de las pruebas de estos rotores fue un paso importante para demostrar la viabilidad del vuelo en entornos más exigentes, lo cual es clave para los vehículos de próxima generación», dijo Shannah Withrow-Maser, aerodinamicista del Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley y miembro del equipo de pruebas. «Pensamos que tendríamos suerte si alcanzábamos Mach 1,05, y llegamos a Mach 1,08 en nuestras últimas pruebas. Todavía estamos analizando los datos, y es posible que haya aún más empuje disponible. Estos helicópteros de próxima generación van a ser increíbles».
El equipo de diseño de la misión SkyFall ha incorporado los hallazgos del equipo de pruebas en las especificaciones de rendimiento. Inspirado en Ingenuity, el único helicóptero que ha volado en otro planeta hasta la fecha, SkyFall está diseñado para llevar tres helicópteros marcianos de próxima generación al Planeta Rojo en diciembre de 2028.
Sobre el Programa de Exploración de Marte de la NASA
La campaña de pruebas de giro a velocidades superiores a la del sonido fue financiada por el Programa de Exploración de Marte de la agencia con el objetivo de maximizar la capacidad de las futuras aeronaves que volarán en el Planeta Rojo. El JPL, una división del Caltech en Pasadena, gestiona el Programa de Exploración de Marte para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington.
NASA/Mayo 08 de 2026
