Os engenheiros do Jet Propulsion Laboratory, da NASA,fizeram as pás de um futuro helicóptero marciano atingir Mach 1,08 durante testes realizados em março passado numa câmara que simula a atmosfera do planeta vermelho. O desafio ficou mais feroz!
Esta noca criação fez com que as pás ganhassem 30% de sustentação. Este será o trunfo dos três aparelhos que partirão para Marte em dezembro de 2028.
NASA realizou 137 testes para simular Marte
Foi um verdadeiro trabalho de equipa e de longa duração levado a cabo por Jaakko Karras e pelos membros do Jet Propulsion Laboratory da NASA.
Foram realizados 137 ensaios no 25-Foot Space Simulator do JPL, na Califórnia.
Para reproduzir o ar marciano, tiveram primeiro de esvaziar a câmara e depois injetar dióxido de carbono à pressão pretendida. Um rotor de três pás chegou às 3.750 rotações por minuto, o equivalente a Mach 0,98 na extremidade das pás.
Foi então acionado um ventilador capaz de gerar ventos contrários cada vez mais violentos. Os engenheiros mediram Mach 1,08, sem qualquer rutura. Por precaução, parte da instalação foi revestida com placas metálicas, para o caso de uma pá se partir a mais de 1.000 km/h.
Atmosfera marciana obriga a velocidades extremas
O ar marciano representa apenas 1% da densidade da atmosfera terrestre. Com menos moléculas para deslocar, um rotor precisa de compensar com velocidade.
O Ingenuity, o primeiro aparelho de asas rotativas a voar noutro planeta em abril de 2021, nunca ultrapassou as 2.700 rotações por minuto durante os seus 72 voos.
As extremidades das suas pás limitavam-se a Mach 0,7, por razões de segurança.
Perto de Mach 1, as coisas podem tornar-se incontroláveis.
Recorda Jaakko Karras, numa referência a Chuck Yeager.
Bastaria uma simples rajada provocada por um redemoinho de poeira para empurrar os rotores do Ingenuity além da barreira do som, com consequências imprevisíveis para a sua estrutura em espuma revestida por material compósito.
Em Marte, o som desloca-se a cerca de 870 km/h, contra 1.223 km/h na Terra ao nível do mar. Esta diferença resulta do dióxido de carbono, do frio e da baixa pressão atmosférica.
Os engenheiros do JPL e do Ames Research Center tinham, por isso, de provar que uma pá conseguia ultrapassar esse limite sem se desintegrar em pleno voo.
Projeto SkyFall supera objetivos iniciais
A dimensão deste feito pode ser medida através da comparação com um helicóptero terrestre. Um Robinson R44, o modelo a pistão mais vendido do mundo, roda a 408 rotações por minuto. As suas pás atingem 215 m/s na extremidade, ou seja, Mach 0,63.
Os rotores SkyFall giram nove vezes mais depressa e impulsionam as extremidades das pás até aos 370 m/s. Em valor absoluto, é 1,7 vezes mais rápido do que um R44, apesar de utilizar pás muito mais curtas.
Foram avaliadas duas configurações. O rotor de três pás atinge Mach 0,98 às 3.750 rotações por minuto. O rotor de duas pás do projeto SkyFall, ligeiramente mais longo, aproxima-se já da barreira do som às 3.570 rotações por minuto.
Ambos ultrapassaram o objetivo inicial fixado em Mach 1,05. Shannah Withrow-Maser, aerodinamicista do Ames, acredita que ainda há alguns newtons de impulso por extrair dos dados.