Беспилотный вертолет устанавливает мировые рекорды на Марсе

В марсианском «воздухе» чрезвычайно трудно летать из-за тонкой атмосферы планеты.

Состоящий из 95% углекислого газа с небольшим количеством кислорода, он имеет давление всего 610 паскалей (0,006% типичного атмосферного давления на Земле), что делает роторы самолетов и подъемные крылья гораздо менее эффективными.

Тем не менее, один крошечный вертолет смог выдержать неблагоприятные условия и установить несколько мировых рекордов.

Марсианский вертолет НАСА Ingenuity совершил первый управляемый полет на Марсе 19 апреля 2021 года, когда он пролетел в общей сложности 39,1 секунды, поднявшись на высоту 3 м (9,8 фута), зависнув в течение 30 секунд, а затем приземлившись.

Год спустя, 8 апреля 2022 года, Ingenuity установила несколько рекордов в своем 25-м полете, когда он преодолел 704 метра (2309 футов) через кратер Джезеро. Официально это самый дальний полет на Марсе на сегодняшний день, он также установил новый рекорд путевой скорости (5,5 метра в секунду) и новый рекорд продолжительности полета (161,3 секунды).

Его самая высокая высота, набранная за один полет, была 3 декабря 2022 года, когда он взлетел на 14 метров (46 футов) над поверхностью Марса.

Изобретательность спроектирована иначе, чем вертолеты наземного базирования.

Он получает подъемную силу от пары вращающихся в противоположных направлениях роторов из углеродного волокна, каждый из которых имеет диаметр 1,2 м (4 фута) и вращается со скоростью около 2400 об / мин, что примерно в пять раз превышает скорость обычного вертолета.

На Марсе такой тяги достаточно, чтобы поднять самолет размером с мешок муки. Изобретательность имеет массу 1,8 кг (4 фунта), что дает вес 680 г (1,5 фунта) в марсианской гравитации.

Радиосигнал достигает Марса с Земли за 5-20 минут, а это означает, что полетами Ingenuity нельзя управлять в режиме реального времени.

Вместо этого Ingenuity летает сама.

Он управляется бортовым компьютером, который автономно выполняет каждый план полета.

За несколько недель до каждого полета Ingenuity планировщики миссий из Лаборатории реактивного движения НАСА отправляют ряд путевых точек и ориентиров, которые определяют маршрут, по которому он должен следовать.

Он также оснащен набором инструментов, включая навигационную камеру, инерциальный измерительный блок и лазерный дальномер, которые вводятся в бортовой компьютер, позволяя ему мгновенно реагировать на условия полета без предварительно запрограммированного вмешательства человека.

Это необходимо, потому что из-за разреженного воздуха Марса роторы Ingenuity склонны к остановке или потере управления, поэтому компьютеру необходимо постоянно выполнять небольшие управляющие воздействия, чтобы вертолет оставался стабильным.

Когда в феврале 2021 года Ingenuity приземлился на Марсе с марсоходом NASA Perseverance , его навигационная система была разработана с учетом того, что он будет совершать всего несколько коротких простых полетов над относительно плоской местностью рядом с местом посадки Perseverance .

Поскольку в своих путешествиях он сталкивался с более сложной местностью, требовались обновления программного обеспечения и творческие обходные пути, чтобы Ingenuity оставался пригодным для использования и не подвергался опасности.

Например, в областях, где ожидается, что он будет испытывать затруднения при захвате ориентиров, его движение вперед замедляется.

Когда Лаборатория реактивного движения НАСА начала проект Mars Helicopter, они даже не были уверены, что полет на Марсе возможен.

Тем не менее, Ingenuity блестяще прошел все испытания, доказав, что разреженная атмосфера Марса действительно пригодна для навигации с помощью самолетов.

Хотя на нем нет никаких научных инструментов, поэтому он не может много рассказать нам о самом Марсе, Ingenuity преподал нам много ценных уроков для разработки будущих самолетов для полетов на Марс.

Со временем преемники Ingenuity смогут исследовать недоступные в настоящее время сайты и устанавливать новые невероятные рекорды.