Els germans Wright conquisten Mart

Abril de 2021 passarà a la història per una fita sense precedents: una aeronau realitzava el primer vol controlat en l’atmosfera d’un altre planeta, emulant la proesa que 118 anys arrere realitzara el Flyer I dels germans Wright. Parle de l’Ingenuity, un dron tipus helicòpter propulsat per energia solar, que de fet porta subjecte en un dels seus panells solars un fragment d’aquell Flyer I, i que va ser portat fins a Mart a bord de la sonda Perseverance. La seua finalitat és demostrar la viabilitat de realitzar vols en la tènue atmosfera marciana, i ausades que ho ha demostrat. A les dotze i mitja del dilluns 19 d’abril (hora civil espanyola), des de la Terra vèiem que Ingenuity feia girar les seues aspes i s’alçava uns tres metres del terra, es mantenia estàtic en l’aire durant vint segons, i tornava a aterrar al mateix lloc.

Però com pot ser possible que un helicòpter vole en Mart? Des de sempre se’ns ha dit que l’atmosfera marciana és tan tènue, un 0,6 % la pressió atmosfèrica de la Terra, que a efectes pràctics és quasi com si fora un buit. Però aquest quasi és ací una gran diferència. La força de l’impuls del vent (com el produït per les aspes d’un helicòpter) depèn directament de la densitat de l’aire, i del quadrat de la seua velocitat. En igualtat de condicions, un helicòpter en Mart empentarà 0,006 vegades menys. Per a compensar aquesta disminució d’empenyiment, la velocitat de l’aire (que és proporcional a la velocitat de gir de les aspes) ha de ser 1/√(0,006) vegades major (l’arrel quadrada és deguda a aquesta dependència amb el quadrat de la velocitat), és a dir, 13 vegades major. Unes aspes que giren 13 vegades més ràpidament aconseguiran el miracle… però espereu! No fa falta tant. La gravetat de Mart és 0,38 vegades la de la Terra, un helicòpter tindrà prou de generar 0,38 vegades menys força. L’equació anterior queda corregida com 1 / √ (0,006 / 0,38), que fa 8. Les aspes dels helicòpters convencionals de passatgers giren a una velocitat de 100 revolucions per minut (rpm). Les dels helicòpters marcians hauran de fer-ho a 800 rpm, unes velocitats completament accessibles amb la tecnologia actual (les d’Ingenuity giren a unes 2.000 rpm, encara que es tracta d’un aparell petit, no de l’envergadura d’un helicòpter de passatgers).

«La finalitat d’Ingenuity era demostrar la viabilitat de realitzar vols en la tènue atmosfera marciana, i ausades que ho ha demostrat»

Obre aquest experiment també la porta a l’obtenció d’energia eòlica a Mart? Encara que a Mart hi ha vents forts, potser no. Per a moure un molí com els dels nostres parcs eòlics amb una atmosfera tan tènue necessitem un vent 13 vegades major (ací no seria aplicable la correcció per la menor gravetat marciana, ja que parlem d’un vent que circula horitzontalment). Si a la Terra un aerogenerador industrial comença a funcionar a partir dels 10 km/h, a Mart necessitaria una velocitat mínima del vent de 130 km/h, però els vents més veloços mesurats durant les tempestes marcianes amb prou faenes arriben als 100 km/h. Almenys no serviria un aerogenerador com els que usem a la Terra, seria necessari un altre disseny. En aquesta línia s’estan desenvolupant diferents models que fan ús de l’efecte triboelèctric, és a dir, la conversió de la coneguda electricitat estàtica produïda pel vent directament en electricitat consumible. Aquesta tecnologia en desenvolupament necessitaria menors velocitats del vent, si bé encara falta constatar-ne la viabilitat.

Finalment, per què fer volar un aparell en Mart? La primera resposta que com a científic em ve al cap és perquè «mola». Però per descomptat té aplicacions astronàutiques. Tindre una sonda voladora permet accedir i explorar regions que fins ara estan fora de l’abast dels rovers marcians. Què deu ser aquell terreny de color tan curiós que hi ha al cim d’aquell pujol, amb vessants d’inclinació inaccessible a un rover? Què hi deu haver al fons d’aquell cràter? Volant ho podrem investigar.

© Mètode 2021 - 110. Crisi climàtica - Volum 3 (2021)
Investigador de l’Observatori Astronòmic de la Universitat de València.