Artikel edukasi dengan sumber rujukan yang tercantum di bawah.
NASA sedang mengembangkan bilah rotor baru agar helikopter masa depan dapat terbang lebih tinggi dan lebih jauh di Mars. Melalui simulasi komputer berketelitian tinggi dan pengujian terowongan angin, para peneliti mencoba mengatasi tantangan aerodinamika yang muncul di atmosfer tipis Planet Merah. Salah satu hasilnya adalah penampang bilah bernama roamx-0201.
Terbang di atmosfer yang tipis
Helikopter menghasilkan gaya angkat ketika bilah rotornya bergerak dan mengarahkan aliran udara. Di Mars, proses ini jauh lebih menantang karena atmosfernya tipis. Bilah perlu bekerja secara efisien agar wahana dapat terangkat, bergerak, dan membawa instrumen ilmiah tanpa menghabiskan kemampuan terbangnya terlalu cepat.
Helikopter Ingenuity milik NASA membuktikan bahwa penerbangan bertenaga dapat dilakukan di planet lain. Misi SkyFall, yang dijadwalkan meluncur pada 2028, akan melanjutkan warisan tersebut dengan tiga helikopter untuk eksplorasi Mars. Keduanya menggunakan desain bilah yang dibuat khusus bagi atmosfer Mars, dengan tepian melengkung yang mengingatkan pada bilah di Bumi tetapi memiliki karakter berbeda.
Bilah lebih tipis dan tidak simetris
Tim di NASA Ames Research Center di Silicon Valley, California, bekerja bersama Imperial College London di Inggris dan Nagoya University di Jepang. Mereka menguji penampang bilah atau airfoil baru yang dirancang menggunakan simulasi canggih dan algoritma yang disesuaikan dengan kondisi Mars.
Hasil proses tersebut adalah roamx-0201, airfoil yang lebih tipis, lebih tajam, dan tidak simetris. Pengujian terowongan angin menunjukkan bahwa desain ini meningkatkan kinerja aerodinamika serta lebih mampu pulih dari kondisi penerbangan yang berisiko. Namun, teknologinya belum siap dikirim ke Mars karena perbedaan antara prediksi komputer dan hasil pengujian nyata masih perlu dipahami dan diselesaikan.
Potensi jarak terbang meningkat
Simulasi berketelitian tinggi membandingkan kinerja roamx-0201 dengan kemampuan Ingenuity. Hasilnya menunjukkan bahwa bilah baru berpotensi memperluas jarak satu penerbangan tanpa henti dari 0,7 kilometer menjadi hingga 18,7 kilometer, sekaligus membawa instrumen ilmiah. Temuan ini diumumkan dalam makalah yang diterbitkan pada 22 September di jurnal American Institute of Aeronautics and Astronautics.
Salah satu keunggulannya adalah kemampuan bekerja lebih lama pada kecepatan tinggi sebelum mengalami drag divergence. Fenomena ini terjadi ketika rotor mendekati kecepatan suara dan kinerjanya tiba-tiba menurun. Tantangan itu penting di Mars karena kecepatan suara di sana lebih rendah daripada di Bumi.
Memanfaatkan turbulensi secara sengaja
Saat udara mengalir di atas bilah, terbentuk lapisan tipis yang disebut lapisan batas. Roamx-0201 sengaja mengganggu aliran lapisan ini tepat di bagian depan bilah. Gangguan tersebut justru membantu menarik bilah ke atas sehingga gaya angkat dapat dihasilkan lebih efektif dibandingkan desain sebelumnya.
Desain baru juga memperlihatkan perilaku yang lebih baik saat menghadapi stall, yaitu kondisi ketika perubahan sudut aliran udara menyebabkan kinerja aerodinamika turun tajam dan penerbangan menjadi tidak stabil. Dalam kondisi yang diteliti, kinerja bilah Ingenuity menurun tajam saat stall, sedangkan roamx-0201 dapat bekerja pada rentang sudut penerbangan yang lebih luas.
