Ingenuity jako pierwszy w historii statek powietrzny z napędem wzniósł się nad powierzchnię innej planety. Teraz NASA pracuje nad tym, żeby jego następcy nie skakali po Marsie na krótkich dystansach, tylko naprawdę latali, wyżej i dalej, wożąc przy tym aparaturę naukową.
Cienka krawędź
Za projekt odpowiada zespół z Ames Research Center w kalifornijskiej Dolinie Krzemowej, który współpracuje z Imperial College London w Wielkiej Brytanii oraz japońskim Uniwersytetem w Nagoi. Badacze zajęli się przekrojem łopaty, czyli tak zwanym profilem. Nowy, nazwany roamx-0201, powstał dzięki zaawansowanym symulacjom i algorytmom dostrojonym do warunków marsjańskich. Algorytmy wskazały kształt cieńszy i asymetryczny, wyraźnie odmienny od bardziej tradycyjnego, zaokrąglonego profilu łopat Ingenuity.
Późniejsze testy w tunelu aerodynamicznym, jak podaje NASA, potwierdziły, że zoptymalizowany kształt poprawił osiągi i lepiej radził sobie w ryzykownych warunkach lotu. Obie dotychczasowe konstrukcje, także ta z misji SkyFall, mają łopaty przystosowane do cienkiej marsjańskiej atmosfery, z zakrzywioną krawędzią, podobną do ziemskich, ale od nich odmienną. Badacze idą jednak w stronę kształtów bardziej niekonwencjonalnych: cieńszych i ostrzejszych.
Liczby z symulacji
Najbardziej wymowny jest zasięg. Według NASA symulacje o wysokiej wierności pokazują, że przebudowane łopaty pozwoliłyby przyszłym marsjańskim śmigłowcom pokonywać w jednym nieprzerwanym locie nawet 18,7 kilometra, i to z instrumentami naukowymi na pokładzie. Ingenuity docierał do 0,7 kilometra. Wyniki opisano w pracy opublikowanej 22 września w czasopiśmie Amerykańskiego Instytutu Aeronautyki i Astronautyki.
Skąd taka różnica? Po pierwsze, łopaty roamx-0201 mogą dłużej pracować przy większych prędkościach, zanim pojawi się zjawisko zwane „drag divergence”. Wtedy osiągi nagle spadają, bo wirnik zbliża się do prędkości dźwięku, a ta na Marsie jest niższa niż na Ziemi.
Po drugie, nowy profil inaczej wykorzystuje turbulencję. Powietrze opływające łopatę tworzy cienką warstwę przyścienną. Nowy kształt celowo zakłóca jej przepływ tuż na krawędzi natarcia. Ten zaburzony przepływ, wbrew intuicji, ciągnie łopatę w górę i pomaga unosić maszynę skuteczniej niż w starszych konstrukcjach.
Kłopot z przeciągnięciem
Trzecia sprawa to przeciągnięcie, czyli stan, w którym po zmianie kąta napływu powietrza osiągi gwałtownie spadają, a lot staje się niestabilny. Łopaty Ingenuity traciły wtedy osiągi bardzo stromo. W badanych warunkach roamx-0201 zachowywał się pod tym względem znacząco lepiej. W praktyce przyszłe śmigłowce mogłyby bezpiecznie latać w szerszym zakresie kątów.
Jeszcze nie na Marsa
Do startu daleko. NASA zaznacza wprost, że technologia nie jest jeszcze gotowa do użycia na Marsie. Testy pomagają inżynierom zrozumieć i usunąć rozbieżności między przewidywaniami komputerów a rzeczywistym zachowaniem łopat. Badania prowadzone w całej agencji mają doprowadzić do śmigłowców sprawniejszych, zdolnych lecieć dalej i zabierać większy ładunek.
Najbliższy krok to misja SkyFall, zaplanowana na start w 2028 roku, z trzema śmigłowcami na pokładzie. Nowe łopaty mają być brane pod uwagę dopiero w misjach po SkyFall.
Ingenuity dowiódł, że na Marsie da się latać. Jego następcy mają pokazać, że można tam polecieć daleko.
Wpis z pasa „W ruchu”, 21 października 2026. Na zdjęciu: Ilustracja przedstawiająca śmigłowiec Ingenuity na Marsie.
