Сотрудники NASA создали инновационный аэродинамический профиль для лопастей, который потенциально сможет обеспечить марсианским вертолётам возможность преодолевать расстояния до 18,7 километра за один полет. Этот показатель более чем в 26 раз превышает достижение вертолета Ingenuity, совершившего перелет на дистанцию 704 метра. Разработка получила идентификатор roamx-0201 и уже показала улучшенные показатели во время проведения лабораторных тестов.

Осуществление полетов на Марсе сопряжено с существенными трудностями по сравнению с полетами в земных условиях. Атмосфера планеты характеризуется плотностью, составляющей примерно 1% от плотности земной атмосферы, что требует от винтов вращения с очень высокой скоростью для создания необходимой подъемной силы. У Ingenuity частота оборотов достигала 2400 в минуту, однако дальнейшее увеличение скорости ограничено аэродинамическим сопротивлением.

Новый профиль roamx-0201 отличается от лопастей Ingenuity более изящной и несимметричной конструкцией с заостренным передним краем. Специалисты разработали его при помощи компьютерного моделирования, которое учитывает особенности движения воздушных масс в разреженной атмосфере Марса.

Специально приданная нетипичная конфигурация спроектирована для прерывания равномерного движения воздушных масс вокруг передней кромки лопасти. Образующиеся завихрения способствуют генерации подъёмной силы с одновременным снижением сопротивления воздуха. Помимо этого, обновлённая геометрия обеспечивает более эффективную работу в условиях высоких скоростей, когда поток воздуха возле отдельных частей лопасти приближается к звуковой скорости.

Ученые провели сопоставление нового профиля с конструкцией Ingenuity, используя два независимых метода численного анализа и испытания в аэродинамической трубе, расположенной в японском Университете Тохоку. В зависимости от конкретных условий аэродинамическая эффективность roamx-0201 оказалась на 19–43% выше, а расчетная максимальная подъемная сила увеличилась приблизительно на 20%.

Значительным достоинством стало повышение устойчивости к возникновению срыва потока — ситуации, характеризующейся резким снижением подъёмной силы вследствие изменения угла обтекания лопасти. В ходе проведённых испытаний новый профиль демонстрировал эффективность в более широком диапазоне углов атаки, что может способствовать повышению безопасности полётов.

Согласно расчётам, выполненным специалистами NASA, использование модернизированных лопастей позволит увеличить дальность непрерывного полёта будущих марсианских вертолётов до 18,7 километра даже при наличии научного оборудования на борту. Это предоставит возможность исследования удалённых кратеров, скалистых участков и других труднодоступных местностей поверхности Марса.

Разработка новой конструкции ориентирована на миссии, которые последуют за программой SkyFall. Данная программа предполагает отправку трёх вертолётов к Марсу в 2028 году с целью изучения геологического строения планеты и поиска подповерхностного водяного льда.