Helikopteri õhkutõus Marsil: mida toob tulevik?

Marsi lennu tulevik avanes esmaspäeval. Järgmisel kümnendil või kahel aastal on see järjekordne avastusretk, mil me viimistleme Marsi helikopterite projekteerimist ja rakendust.

NASA JPL-i meeskond reageerib pärast seda, kui Ingenuity (ekraanil) teeb esmaspäeval oma esimese lennu Marsil. (Allikas: NASA videovõte Reutersi kaudu)

Kui Washingtonis jaheda kevadhommiku pilvede vahel vilksatas esimene päikesevalgus, tõusis ligi 300 miljoni km kaugusel külmale ja kõledale planeedile õhku väike helikopter. Uudised teisest nii kaugelt maailmast pakkusid võib-olla pisut tuju eemale Maa epideemia karmist reaalsusest. Kell 6.46 EST näitasid Marsi allalingi andmed, et pisike helikopter Mars Ingenuity oli võtnud oma esimene 40-sekundiline lend kus see tõusis umbes 3 meetrit õhus.

Infoleht| Klõpsake, et saada oma postkasti päeva parimad selgitused

Wrighti vendade hetk

Paar aastat tagasi külastasin Põhja-Carolinast Kitty Hawki teel perepuhkusele. Kitty Hawk on kirjeldamatu linn Outer Banksi tipus. Just Kitty Hawkis tekkis paaril vennal Orvillel ja Wilbur Wrightil üllatav soov proovida lennata lennukiga, millest saaks esimene lennuk Maal. Kui astuda sada aastat tagasi, siis sel ajal, rääkimata lendamisest, polnud autod moes. 1903. aastal pandi kokku esimene Fordi auto: täpselt sel ajal, kui vennad Wrightid üritasid lennata esimest lennukit. Seetõttu on huvitav, et inimestel oli soov lennata ajal, mil autod olid haruldus. Peamine transpordiliik oli hobused ja hobuvankrid: tol ajal oli vastupanu üleminekule hobusteta vankrile või autole. Nagu Ingenuity, oli ka Wright Brothersi esimene mootoriga lend lühike (umbes 12 sekundit). Nagu Ingenuity, ei teadnud keegi (eduka lennu) ajal, kas lend muudab teadust ja tehnoloogiat või ei mõjuta seda ajaloo kulgu. Vendade Wrightide puhul me muidugi teame, et lend muutis inimtsivilisatsiooni. Mars Ingenuity puhul me muidugi ei tea, mis tulevikus juhtub: mõlemal juhul saame ehk teada poole sajandi pärast.

Dr Amitabha Ghosh on NASA planeediteadlane, kes asub Washingtonis. Ta on töötanud mitmel NASA Marsi missioonil, alustades Marsi rajaleidja missioonist 1997. aastal. Ta oli Marsi uurimise kulguri missiooni teadusoperatsioonide töörühma esimees ja tema ülesandeks oli juhtida Marsil kulguri taktikalisi operatsioone enam kui 10 aastat. Ta aitas analüüsida esimest kivimit Marsil, mis juhtus olema esimene kivim, mida analüüsiti teiselt planeedilt.

Helikopteri missioon Marsil

Sada aastat edasi kerida: Soov proovida ambitsioonikat eksperimenti, mis piirneb hullumeelse ja ambitsioonika vahel, sest atmosfäär on Marsil nii õhuke, tuli reaktiivmootori laborist. Millegipärast ei sobinud see katse Perseverance Roveri laiaulatuslike eesmärkidega, mille ülesandeks oli teaduslikud eesmärgid alates elutõendite otsimisest kuni hapniku tootmiseni Marsil. NASA peakorteri ametnikud võtsid aga pika vaate ja nõustusid selle ambitsioonika tehnoloogiaga, pidades väga oluliseks, et tehnoloogia tutvustamine võib ebaõnnestuda.

Inseneri väljakutse: Marsil lendamine on insenertehniline väljakutse: atmosfääri tihedus on Maa atmosfääriga võrreldes 1%. Lennu jätkamiseks peavad helikopteri labad pöörlema ​​kiirusel 2400 pööret minutis (pööret minutis) või umbes 8 korda kiiremini kui reisihelikopter, et lennata Maa peal. Kui kopter lendab Marsil maapinnast mõne meetri kaugusel, võrdub helikopteriga 2-3 korda Mt Everesti kõrgus. Konteksti andmiseks lendavad sellised lennukid nagu Boeing 747 30 000 jala kõrgusel või ligikaudu Everesti kõrgusel. Parimad hävitajad, nagu USA õhujõudude SR-71, suutsid lennata kuni kolm korda kõrgemale kui Mt. Everesti kõrgus.

Teine väljakutse on kujundada veesõiduk, millel oleks nii väikese massieelarveeraldisega oma võimsus, side ja mehaanilised alamsüsteemid. See veesõiduk ei pidanud mitte ainult töötama kõrgetel pööretel ja sõltuma päikesepaneelidest, vaid ka Ingenuity pidi üle elama väga külma Marsi öö, mis võib akude ja pardaarvuti puhul olla jõhker.

Sellel NASA pildil hõljub NASA eksperimentaalne Marsi helikopter Ingenuity Marsi pinna kohal esmaspäeval, 19. aprillil 2021. Väike 4-naeline helikopter tõusis esmaspäeval tolmuselt punaselt pinnalt õhukesesse Marsi õhku, saavutades esimese mootoriga kontrollitud lennu. teisel planeedil. (NASA AP kaudu)

Vaadates ette

Maa jaoks ei teadnud keegi, kas lennundus muutub laialt levinud ja inimelu lahutamatuks osaks. Esimesel kommertslennufirmade žanril ei olnud 1920. aastatel inimeste lendama panemisel erilist edu. Polnud ei infrastruktuuri ega nõudlust, et muuta lendamine massituruäriks. Lennundus kui tööstusharu ei olnud nõrganärvilistele. Mõned kuulsad töösturid, nagu Henry Ford, sisenesid sektorisse, said põletushaavu ja väljusid kuulsalt pärast seda, kui neil ei õnnestunud rahaliselt positiivset äri teha. Teised, näiteks India JRD Tata, elasid üle kommertslennunduse rasked sünnipiinad ja asusid juhtima edukat lennufirmat.

Leidlikkus võib Marsi lennunduse ajalugu muuta kahel viisil. Esiteks võib see tekitada mitu missiooni, et testida Marsi lennu piire ja Marsi helikopterite kasutamise elujõulisust missioonide jaoks. Pärast Ingenuity'i on vaja veel paar helikopteri missiooni, et täiendavalt testida muid inseneriküsimusi: mis kõige tähtsam, kui kaugele suudab Marsi helikopter lennata, kui kõrgele see lennata suudab ja milline on maksimaalne kaal, mida see suudab kanda? Kui need vahemaad on tõepoolest märkimisväärsed, kas helikopterit saab kasutada inimeste transportimiseks või lasti vedamiseks Marsil? Oleme piisavalt kaugel sellest punktist, kus meil on vastused, kuid need on mõned küsimused, mida tõenäoliselt kaalutakse, kui uurime Marsi lennu tehnilisi piire.

Teiseks, mida saab selline väike helikopter nagu Ingenuity teha, et toetada kulguri missiooni? Marsi kulgurid suudavad läbida piiratud vahemaa igal soleerimisel. Selle üks põhjusi on see, et kulguri kavandatava marsruudi kohta on vähe teavet. Orbiidilt pärit kõrge eraldusvõimega kujutised toetavad Marsil sõitmist, kuid helikopteri kujutised võivad olla palju suurema eraldusvõimega ja neid saab kiiresti saavutada. Orbiidilt pärit piltidel on palju pikem töötlemisaeg. Seega peaks helikopter suutma pakkuda paremaid pilte kulguri marsruudil olevatest ohtudest: ja see võib aidata pikemat sõitu planeerida. Teiseks on maastikul kohti, kuhu kulgurid ei ulatu: võib-olla sakiline kivi või järsk küngas või lohk. Helikopterit saab eeldatavasti kasutada maandumiseks, kiireks teaduslikuks luureks ja isegi kivimiproovi toomiseks, et kulgur saaks analüüsida.

Alumine joon

Marsi lennu tulevik avanes esmaspäeval. Järgmisel kümnendil või kahel aastal on see järjekordne avastusretk, mil me viimistleme Marsi helikopterite projekteerimist ja rakendust.

Jagage Oma Sõpradega: