Вертолёт на Марсе
NASA добавила крошечный автономный вертолет к своей следующей миссии на Марс
Только 23 из 54 миссий человечества на Марс были успешными. Остальные 30 либо никогда не попали на Марс, либо терпели фиаско, как только они попадали туда, не выполнив своих задачи не достигнув своих целей. 54-я миссия, InSight lander NASA, в настоящее время находится на пути к Красной планете и пока не может считаться успешной или неудачной, пока она не приземлится в на поверхность Марса в ноябре.
Показатель успеха менее 50% является мрачным, особенно для многомиллионных космических предприятий. Но эта статистика не останавливает человечество от попыток достичь и исследовать нашего планетарного соседа, или от попыток сделать более технологически амбициозные проекты на этом пути. На прошлой неделе NASA объявило о своем последующем эксперименте на Марсе: вертолете, который запустят с марсоходом Mars 2020 в июле одноименного года. В конечном счете, марсианские вертолеты, подобные этой модели, будут использоваться для разведки, обеспечивая более подробную, чем это возможно с орбитальных аппаратов, рекогносцировку для вездеходов и, в конечном итоге, для астронавтов. В то время как орбитальный аппарат может видеть общий ландшафт, летающий ближе к поверхности планеты разведчик может предоставить чрезвычайно подробные изображения этой поверхности с разных углов, помогая определить будущие места посадки или исследовать новые научные цели, которые появляются на этом пути.
Это высокая цель, но чтобы получить эту дополнительную воздушную разведку, необходимо сделать первый шаг — оторваться от поверхности, и задача создать более тяжелый, чем воздух, аппарат, чтобы летать на Марсе, грандиозна.
Вертолеты — это не новая технология. Ранние попытки проектирования вертолетов датируются 15 веком, когда Леонардо да Винчи составил планы «воздушного винта», а летающие прототипы появились уже в 20 веке. Первый современный вертолет VS-300, спроектированный Игорем Сикорским, совершил свой первый полет в штате Коннектикут 14 сентября 1939 года. Но, разумеется, до сих пор разрабатывались только вертолеты для полетов здесь, на Земле, а марсианский вертолет — это совершенно другой зверь.
Чтобы взлететь на Марсе, роторы вертолета должны вращаться очень быстро, чтобы его лопасти обеспечивали достаточный нисходящий воздушный поток. На Земле рекорд самого высокого полета вертолета составляет около 12 200 метров над уровнем моря. Но, большинство вертолетов даже не способны на это, и могут достигать гораздо меньших высот. Выше определенного уровня воздух становится слишком разряженным, чтобы выдержать полет на вертолете. Атмосфера Марса очень разрежена — её плотность составляет лишь около 1/100 плотности земной атмосферы. А это означает, что марсианский вертолет должен будет летать в атмосферных условиях, подобных тем, которые бывают на высоте около 30,5 км над землей. Поэтому, в то время как земные вертолеты имеют лопасти, которые вращаются со скоростью около 300 оборотов в минуту (об/мин), марсианский вертолет NASA будет иметь две пары вращающихся в противоположных направлениях лопастей, которые достигнут скорости почти 3 000 об/мин.
Так как подъем вертолёта будет очень трудно достичь в марсианской атмосфере низкой плотности, он будет крошечным, весом менее двух килограммов, с небольшим фюзеляжем. Это будет автономный беспилотник. Поскольку центр управления полётом на Земле будет находиться на расстоянии от Марса, которое радиоволны проходят за несколько минут, оператор на Земле не сможет удаленно управлять вертолетом в режиме реального времени. NASA просто пошлет сигнал, чтобы начать миссию, и вертолет выполнит свои полеты самостоятельно, отправив изображения и данные на Землю.
Инженеры и разработчики планируют, что в будущем такие марсианские вертолеты будут работать в связке с марсоходами на поверхности Марса — разведывать и передавать им информацию о препятствиях на пути и оптимальных маршрутах.
Если марсоход Mars 2020 и вертолет беспрепятственно и неповрежденными доберутся до Марса, марсоход развернет вертолет с его поддона на поверхность, а затем отойдет на безопасное расстояние, чтобы дать вертолету некоторое пространство для взлёта. Солнечные элементы будут заряжать литий-ионные батареи вертолета, а нагревательное устройство предотвратит его замерзание в течение ночи. По команде NASA вертолет будет проходить 30-дневные испытания, состоящие из пяти небольших тестовых полетов: от 30-секундного вертикального наведения до 90-секундного полета на несколько сотен метров. Полёты будут короткими, по крайней мере, вначале. Эти небольшие полеты, если они будут успешными, откроют новую эру в разведке Марса.