NASA testa pá de hélice que pode levar helicópteros de Marte a voos de até 18,7 km

A NASA apresentou na terça-feira (20) um novo desenho de pá de hélice para os próximos helicópteros de Marte. O perfil, batizado de roamx-0201, é mais fino e mais afiado que o usado no Ingenuity. Segundo a agência, ele poderia ampliar a distância de um único voo de 0,7 km para até 18,7 km, levando instrumentos científicos.

Esta matéria se baseia no comunicado da NASA e nas páginas oficiais das missões SkyFall e Ingenuity. Os números de desempenho são resultados de simulação divulgados pela agência, não de voos em Marte.

Quem fez e como

O trabalho é de uma equipe do Centro de Pesquisa Ames, da NASA, na Califórnia. Ela atuou com o Imperial College London, no Reino Unido, e com a Universidade de Nagoya, no Japão. O alvo foi o perfil da pá, ou seja, o formato do seu corte transversal.

Primeiro, os pesquisadores usaram simulações e algoritmos ajustados às condições de Marte. Esse processo apontou para um formato mais fino e assimétrico. Depois, testes em túnel de vento mostraram que o desenho otimizado teve desempenho melhor. Além disso, ele se recuperou melhor em condições de voo arriscadas, segundo a NASA.

Em seguida, a equipe comparou o novo perfil com a capacidade do Ingenuity em simulações de alta fidelidade. Foi dessa comparação que saiu o salto de 0,7 km para até 18,7 km. Os resultados saíram em artigo publicado em 22 de setembro na revista do Instituto Americano de Aeronáutica e Astronáutica (AIAA). Não conseguimos abrir o artigo: a página da revista bloqueou o acesso.

Por que a pá rende mais

A NASA aponta três diferenças. A primeira tem a ver com a velocidade do som. Quando a ponta das pás se aproxima dela, o desempenho cai de repente, num fenômeno chamado divergência de arrasto. Em Marte, a velocidade do som é menor que na Terra. Por isso, o problema chega antes. Segundo a agência, o roamx-0201 consegue operar por mais tempo em velocidades altas antes dessa queda.

A segunda diferença é o uso da turbulência. O ar que passa sobre a pá forma uma camada fina, a camada limite. O novo perfil perturba essa camada de propósito, bem na borda de ataque. Contra a intuição, diz a NASA, essa perturbação puxa a pá para cima e ajuda a sustentar a aeronave.

A terceira é o estol, perda brusca de sustentação quando muda o ângulo do fluxo de ar. As pás do Ingenuity perdiam muito desempenho nessa situação. Já o roamx-0201 teve comportamento bem melhor nas condições estudadas. Assim, futuros helicópteros poderiam voar com segurança numa faixa maior de ângulos.

De onde parte a comparação

O Ingenuity foi a primeira aeronave motorizada a voar em outro planeta, em 19 de abril de 2021. O plano era fazer até cinco voos de teste em 30 dias. No fim, foram 72 voos, com 128,8 minutos no ar e 17 km percorridos no total. O último voo ocorreu em 18 de janeiro de 2024.

Há, porém, um detalhe nas próprias fontes da NASA. O comunicado usa 0,7 km como referência de alcance do Ingenuity em um voo. Já a ficha técnica do helicóptero, na página da missão, fala em alcance de até 300 metros. A agência não explica a diferença entre os dois números.

E a SkyFall?

A próxima missão de helicópteros da NASA, a SkyFall, ainda usará pás no estilo das do Ingenuity, com borda curva pensada para o ar rarefeito de Marte, embora maiores. Serão três helicópteros, de 5 kg cada, feitos pelo Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) com a empresa AeroVironment. O lançamento está previsto para o fim de 2028. A nave SR-1 Freedom, movida a fissão nuclear, levará o conjunto. A chegada, com os helicópteros soltos em pleno ar e sem módulo de pouso, está prevista para o outono de 2030 do hemisfério norte.

Segundo a página da missão, cada voo da SkyFall deve durar cerca de 2,5 minutos e cobrir de 1 a 2 km. O roamx-0201, portanto, mira as missões depois da SkyFall. Em tese, cada voo cobriria de 9 a 19 vezes mais terreno.

O que ainda não sabemos

A NASA diz que a tecnologia ainda não está pronta para Marte. Os testes atuais servem para entender e corrigir diferenças entre as previsões de computador e o desempenho real. O comunicado não traz data de voo, missão definida nem custo. Também não informa massa, velocidade de rotação ou carga levada no cenário de 18,7 km.

Nossa leitura: o número chama atenção, mas é o teto de uma simulação. O ganho prático vai depender de baterias, peso e condições reais do terreno. Ainda assim, um alcance de vários quilômetros por voo mudaria o papel desses helicópteros. Eles deixariam de ser batedores de curta distância e passariam a cobrir regiões inteiras.