Aerodinamica di Ingenuity per il volo in atmosfera marziana

Robotic planetary aerial vehicles increase the range of terrain that can be examined, compared to traditional landers and rovers, and have more near-surface capability than orbiters. Aerial mobility is a promising possibility for planetary exploration as it reduces the challenges that difficult obstacles pose to ground vehicles. The low density of the Martian atmosphere and the relatively small Ingenuity rotor, result in very low chord-based Reynolds number flows. The low density and low Reynolds numbers reduce the lifting force. The rotor chord-based Reynolds number range is observed to be subcritical, which makes boundary layer transition unlikely to occur. Aerodynamic performance optimization is conducted, particularly through airfoils designed specifically for the low Reynolds number and high Mach number inherent to operation on Mars.

L'impiego di veicoli aerei robotici planetari estende la superficie che può essere esaminata rispetto a landers e rovers tradizionali, stando inoltre più vicini alla superficie planetaria rispetto a sonde orbitanti. Infatti, la mobilità aerea rappresenta una promettente possibilità per l’esplorazione planetaria, dal momento che riduce le difficoltà poste da ostacoli cui i veicoli a terra incorrono. Tuttavia, la bassa densità dell’atmosfera marziana, unita alle dimensioni relativamente ridotte del rotore di Ingenuity si traducono in flussi a basso numero di Reynolds, costituendo una sfida tecnologica importante per quanto concerne la portanza sviluppabile in tali condizioni. In particolare, il range dei numeri di Reynolds risulta essere subcritico, il che rende improbabile la transizione turbolenta dello strato limite. Al fine di permettere il volo in atmosfera marziana é quindi condotta l’ottimizzazione delle performance aerodinamiche, con particolare riferimento ai profili alari, progettati specificatamente per i bassi numeri di Reynolds e gli alti numeri di Mach tipici delle operazioni su Marte.