Titán tiene una atmósfera un 50% más densa que la Tierra y una fracción de la gravedad. ¿Podría una sonda similar a un helicóptero, similar a Dragonfly o Ingenuity, generar suficiente sustentación y velocidad para escapar de Titán? ¿O tal vez solo lo suficiente para alcanzar la órbita solo con sus propias hélices? ¿Cómo se calcularía el tamaño y la potencia necesarios para eso?
Mi primer instinto fue no, no es posible, porque independientemente de la densidad atmosférica a nivel del suelo, eventualmente se vuelve tan delgada cuanto más alto subes que no puede seguir impulsando hacia arriba. Pero, si es tan denso con tan poca gravedad a nivel del suelo. ¿No puedes simplemente aprovechar (abusar) de esa primera fase del vuelo para generar tanta velocidad que cuando llegas a la atmósfera delgada, ya tienes tanto impulso que puedes simplemente apagar las aspas y aun así llegar a la órbita?
Es una buena pregunta, pero no, no es posible. La atmósfera más densa trabaja a tu favor y en tu contra, a tu favor en el sentido de que puedes lograr más sustentación con menos aspas o con una rotación más lenta de las aspas, en tu contra porque también aumenta la resistencia, lo que ralentizará la nave y sus aspas.
Pero, independientemente de la densidad, esto no funcionará debido a la mecánica básica de los helicópteros. Es a baja altitud con una alta densidad atmosférica donde las palas serán más eficientes, a altitudes más altas donde el aire se adelgaza, obtienes mucha menos sustentación, nunca podrías alcanzar la velocidad de escape.
Buena suerte consiguiendo un helicóptero hipersónico. Necesitas más de 2600 m/s para escapar de Titán. La velocidad del sonido en Titán es de 194 m/s.
Hay una altura máxima para el helicóptero. Si la fuerza de sustentación del rotor es igual al peso del helicóptero, no podría aumentar. Si subes a la máxima velocidad solo consigues un pequeño salto por encima de la altura máxima pero muy pronto el helicóptero volverá a bajar a la altura máxima.
La velocidad de escape de Titán es de 2,639 km/s. Un helicóptero con unos 360 km/h o 100 m/s es 26 veces demasiado lento.
Necesitas un cuerpo diminuto con una velocidad de escape muy baja, pero esos cuerpos no tienen atmósfera.
Juan