NASA wysyła na Marsa... helikopter

[KopalniaWiedzy.pl 314]

Łazik marsjański Perseverance, który ma wystartować za trzy tygodnie, zabierze ze sobą nietypowy ładunek. Na jego pokładzie znajdzie się niewielki autonomiczny helikopter Ingenuity. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, będzie on pierwszym pojazdem wysłanym przez człowieka, który wykona wspomagany silnikiem lot w atmosferze innej planety.

Lot na Marsie może nie wydawać się niczym imponującym, ale jest to niezwykle trudne zadanie. Dość wspomnieć, że gęstość atmosfery Marsa to zaledwie 1% gęstości atmosfery ziemskiej, a temperatura na Czerwonej Planecie może w nocy spaść do -100 stopni Celsjusza. Wyobraźmy sobie lekki wietrzyk na Ziemi. A teraz wyobraźmy sobie 100-krotnie mniej gęste powietrze, które trzeba wykorzystać do uzyskanie siły nośnej i kontroli pojazdu, mówi Theodore Tzanetos z Jet Propulsion Laboratory. Żaden ziemski śmigłowiec nigdy nie latał w tak rozrzedzonej atmosferze.

Preserverance i Ingenuity mają wystartować 20 lipca bieżącego roku (okno startowe będzie otwarte do 11 sierpnia), a lądowanie na Marsie planowane jest na 18 lutego przyszłego roku. Około 60 marsjańskich dni później łazik opuści drona na powierzchnię planety i odsunie się od niego na odległość 100 metrów.

Ingenuity waży 1,8 kilograma. Wyposażono go w dwa umieszczone jeden na drugim rotory z włókna węglowego. Obracają się one w przeciwnych kierunkach z prędkością około 2400 obrotów na minutę. To pięciokrotnie szybciej niż wirniki śmigłowców na Ziemi. Gdy obracały się wolniej, dron nie mógłby oderwać się od powierzchni Marsa. Gdyby jednak obracały się znacznie szybciej, zewnętrzne krawędzie wirników zbliżyłyby się do prędkości dźwięku, wywołały falę uderzeniową, która zdestabilizowałaby pojazd.

Głównym zadaniem Ingenuity jest sprawdzenie wykorzystanych technologii. Twórcy drona mają nadzieję, że w ciągu 30 dni uda im się wykonać 5 lotów. Żaden z nich nie ma trwać dłużej niż 90 sekund. Dron ma nie przekraczać wysokości 10 metrów, a długość każdego z lotów ma być nie większa niż 300 metrów.

Josh Ravich, który stał na czele zespołu inżynierów projektujących Ingenuity, mówi, że dron będzie nieco mniej manewrowy niż drony wykorzystywane na Ziemi. Musimy jednak pamiętać, że marsjański śmigłowiec musi przetrwać start rakiety, lot z Ziemi na Marsa, wejście w atmosferę i lądowanie oraz zimne marsjańskie noce. Dlatego też inżynierowie przez wiele lat pracowali nad znalezieniem równowagi pomiędzy zużyciem energii, wytrzymałością, wagą i manewrowością.

Większość energii, którą Ingenuity pozyskuje z niewielkiego panelu słonecznego umieszczonego nad wirnikami, zostanie zużyta nie na loty, a na ogrzewanie systemów drona podczas zimnych marsjańskich nocy. Inżynierowie zastanawiali się nad izolacją cieplną z aerożelu, jednak zrezygnowali z niej, gdyż uznali, że będzie zbyt wiele ważyła. Modelowanie wykazało, że marsjańska atmosfera, która w większości składa się z dwutlenku węgla, będzie w pewnym stopniu zapobiegała utracie ciepła przez drona.

Naukowcy uznali też, że najlepszą porą na pierwszy lot będzie późny marsjański poranek. Słońce świeci wówczas na tyle mocno, że powinno zapewnić Ingenuity wystarczającą ilość energii do lotu. Jednak nie można lotu odkładać na późniejszą porę dnia, gdyż wówczas powierzchnia Marsa mocniej się nagrzewa przez co atmosfera unosi się, rozrzedza i lot byłby wówczas jeszcze trudniejszy.

Jeśli misja Ingenuity się powiedzie, NASA będzie wyposażała w śmigłowce kolejne misje marsjańskie. Drony będą służyły łazikom, i w przyszłości ludziom, jako zwiadowcy, pokazujący, co znajduje się w trudnych do osiągnięcia miejscach, jak klify czy wulkany. Obecnie możemy obserwować Marsa albo z powierzchni, albo z orbity. A 90-sekukndowy lot drona pozwoli nam na obejrzenie setek metrów terenu znajdującego się przed nami, mówi Ravich.

« powrót do artykułu