NASA-in projekt marsovskog helikoptera Ingenuity jedan je od najuspješnijih u povijesti svemirskih istraživanja. Ta je malena letjelica, umjesto tek pet planiranih letova, na Marsu "preživjela" tri godine, letjela ukupno 72 puta, sakupila preko dva sata leta, prevalivši pritom više od 17 kilometara. NASA je time dobila potvrdu da se u rijetkoj atmosferi Marsa itekako može letjeti, pa je prionula na razvoj nasljednika – moćnije i veće letjelice.

U Laboratoriju za reaktivni pogon (JPL) u južnoj Kaliforniji, NASA-ini inženjeri proveli su niz od 137 testiranja kojima su ispitivane granice izdržljivosti rotora za buduće marsovske letjelice. Tijekom ispitivanja u specijaliziranoj komori, koja simulira uvjete atmosfere na Marsu, vrhovi lopatica rotora uspješno su ubrzani iznad brzine zvuka (1 Mach) bez strukturalnih oštećenja. Pritom prikupljeni podaci omogućit će dizajniranje letjelica sposobnih za nošenje znatno težih tereta u budućim istraživačkim misijama.

Izazovi marsovske atmosfere

Atmosfera Marsa specifičan je izazov za aeronautiku jer njezina gustoća iznosi svega 1% gustoće Zemljine atmosfere, zbog čega je stvaranje uzgona iznimno teško. Spomenuti helikopter Ingenuity letio je s vrhovima rotora ograničenim na brzinu od 0,7 Macha, što je bilo nužno kako bi se izbjegla nepredvidiva fizika zvučnog zida i potencijalni udari vjetra koji bi mogli destabilizirati letjelicu.

Iz NASA-e objašnjavaju da se na Marsu uzgon postiže ili većim promjerom rotora ili bržom rotacijom. Budući da je brzina zvuka na Marsu znatno manja nego na Zemlji — oko 869 km/h u usporedbi s 1.223 km/h na razini mora — vrhovi lopatica vrlo brzo dolaze do "soničnog ruba". Nova testiranja pokazala su da je moguće sigurno dosegnuti brzinu od 1,08 Macha, što izravno povećava sposobnost uzgona za približno 30%.

Tijekom eksperimenata u simulatoru, inženjeri su stvorili okruženje bogato ugljičnim dioksidom uz minimalan tlak, vjerno simulirajući marsovske uvjete. Kontrolni tim pratio je kako se broj okretaja penje do 3.750 u minuti, dok su ventilatori unutar komore simulirali snažne vjetrove. Dio komore bio je obložen limom kao mjera opreza u slučaju pucanja lopatica, no rotori razvijeni u tvrtki AeroVironment izdržali su sve napore.

Budućnost projekta SkyFall

Osim trokrakih rotora, testiran je i dvokraki rotor. Zbog svoje veće duljine, ovaj rotor postizao je nadzvučne brzine pri manjem broju okretaja (3.570 o/min). Ovi rezultati izravno su implementirani u specifikacije performansi nadolazećih misija, potvrđujući da su letjelice nove generacije spremne za zahtjevnije zadatke i složeniju znanstvenu opremu.

Projekt SkyFall, u kojem se razvijaju sve opisane tehnologije, ima za cilj poslati tri helikoptera nove generacije na Mars u prosincu 2028. godine. Za razliku od pionirskog Ingenuityja, koji je služio kao tehnološka demonstracija bez znanstvenih instrumenata, nove će letjelice nositi napredne senzore i veće baterije. To će omogućiti prikupljanje ključnih podataka na malim visinama, pružajući neprocjenjivu podršku budućim ljudskim i robotskim misijama na Crvenom planetu.