I futuri elicotteri marziani della NASA potranno trasportare strumenti scientifici più pesanti e coprire distanze maggiori grazie a un nuovo traguardo tecnologico raggiunto nei test sui rotori. La campagna sperimentale condotta dal Jet Propulsion Laboratory (JPL) ha dimostrato che le pale possono superare la velocità del suono nelle condizioni atmosferiche di Marte, un risultato destinato a influenzare la progettazione delle prossime missioni robotiche sul Pianeta Rosso.
L’esito delle prove rappresenta un’evoluzione significativa rispetto a Ingenuity, il primo velivolo ad aver effettuato un volo controllato e motorizzato su un altro pianeta nel 2021. Se il piccolo elicottero aveva il compito di dimostrare la fattibilità del volo nell’atmosfera marziana, la nuova generazione di velivoli è progettata per diventare una piattaforma operativa capace di supportare direttamente le attività scientifiche.
L’elicottero marziano NASA supera la sfida del volo supersonico
Le prove sono state eseguite all’interno del 25-Foot Space Simulator del JPL, una camera in grado di riprodurre le condizioni ambientali di Marte attraverso un’atmosfera di anidride carbonica a bassa pressione. Qui gli ingegneri hanno sottoposto i nuovi rotori a 137 test, incrementando progressivamente la velocità di rotazione e il flusso d’aria contrario per simulare le condizioni operative più impegnative.
I risultati hanno dimostrato che le estremità delle pale possono raggiungere Mach 1,08 senza subire danni strutturali. In un’atmosfera con una densità pari a circa l’1% di quella terrestre, ottenere una portanza sufficiente richiede infatti velocità periferiche molto più elevate rispetto a quelle necessarie sulla Terra.
Durante i 72 voli di Ingenuity, la velocità dei rotori non aveva mai superato i 2.700 giri al minuto, così da mantenere un adeguato margine di sicurezza rispetto alla barriera del suono ed evitare gli effetti aerodinamici associati al regime transonico.
«La NASA ha ottenuto ottimi risultati con l’elicottero Ingenuity per l’esplorazione di Marte, ma stiamo chiedendo a questi velivoli di nuova generazione di fare ancora di più sul Pianeta Rosso», ha dichiarato Al Chen, responsabile del Programma di Esplorazione di Marte del JPL. «Sebbene tutto ciò che riguarda Marte sia difficile, volarci è probabilmente la cosa più difficile che si possa fare», ha aggiunto, ricordando come la combinazione tra atmosfera estremamente rarefatta e gravità renda il volo una delle sfide tecnologiche più complesse dell’esplorazione planetaria.
SkyFall porterà su Marte la nuova generazione di elicotteri NASA
I dati raccolti durante la campagna di prove sono già stati integrati nello sviluppo di SkyFall, il nuovo concetto di missione della NASA che prevede l’invio di tre elicotteri marziani di nuova generazione sul Pianeta Rosso con una finestra di arrivo prevista nel dicembre 2028.
L’aumento della capacità di sollevamento, stimato fino al 30%, consentirà di imbarcare strumenti scientifici più sofisticati, sensori aggiuntivi e batterie di maggiore capacità, estendendo autonomia e raggio operativo rispetto alla generazione precedente.
Nel corso dei test è stato valutato anche un rotore a due pale sviluppato specificamente per SkyFall. Grazie al diametro leggermente superiore, la configurazione ha raggiunto prestazioni analoghe con un regime di rotazione inferiore, offrendo ulteriori indicazioni utili per la progettazione dei futuri velivoli.
«Il successo dei test su questi rotori è stato un passo fondamentale per dimostrare la fattibilità del volo in ambienti più impegnativi, aspetto cruciale per i veicoli di prossima generazione», ha affermato Shannah Withrow-Maser, aerodinamica del NASA Ames Research Center. La ricercatrice ha sottolineato come il team abbia raggiunto Mach 1,08, superando le aspettative iniziali, mentre prosegue l’analisi dei dati per valutare ulteriori margini di miglioramento.
I rotori utilizzati nelle prove sono stati sviluppati e prodotti da AeroVironment, partner industriale già coinvolto nel programma Ingenuity. Il risultato conferma il ruolo della collaborazione tra i centri di ricerca della NASA e l’industria aerospaziale nello sviluppo delle tecnologie necessarie per l’esplorazione aerea di altri pianeti.
I risultati rafforzano l’obiettivo della NASA di impiegare gli elicotteri come piattaforme operative nelle future missioni marziane. Se le prestazioni dimostrate durante la campagna sperimentale saranno confermate nelle successive fasi di sviluppo, questi velivoli potranno affiancare i rover nell’esplorazione di aree difficilmente accessibili, nella ricognizione del territorio e nella raccolta di dati scientifici a supporto delle future missioni robotiche e, in prospettiva, di quelle con equipaggio.
Fonte dati: Jet Propulsion Laboratory – NASA
Il team editoriale di Economia dello Spazio Magazine, il magazine di riferimento della Space Economy Made in Italy.
