Марсианский винтокрылый беспилотник к полёту готов

Наряду с тестированием и испытаниями прибывшего на Красную планету марсохода Perseverance ("Настойчивость"), начинается работа над новым этапом миссии - испытаниями вертолёта Ingenuity ("Изобретательность").
Первый в своем роде винтокрылый аппарат продемонстрирует полёт в атмосфере иного мира, отличного от Земли.
Данные об этих полётах помогут в разработках будущих миссий на Марс и другие планеты.

Ingenuity - это экспериментальное дополнение к миссии Mars 2020. В любом случае, результаты тестирования не окажут существенного влияния на основную миссию.

Командой учёных запланирована 30-дневная программа лётных испытаний геликоптера.
В настоящее время они нацелены как минимум на один заход. Первый полёт будет включать в себя относительно простое 30-секундное тестирование - подъём на небольшую высоту, зависание над поверхностью и посадку.
После этого время и расстояния полётов винтокрыла планируют увеличить.

Аппарат Ingenuity имеет пару коаксиальных роторов длиной 1,2 метра, основу которых составляет углеродное волокно.
Термин "коаксиальные" означает, что роторы расположены друг над другом и вращаются в противоположных направлениях, резко увеличивая подъёмную силу при минимальном увеличении площади.

Скорость вращения роторов - 2400 оборотов в минуту, это намного выше, чем скорость вращения винтов многих земных вертолётов, составляющая примерно 500 об/мин.
Роторы должны крутиться быстро с учётом чрезвычайно разреженной марсианской атмосферы.

Питание геликоптера производится от солнечной батареи, расположенной над роторами, заряжающей шесть литий-ионных аккумуляторов.
Они позволяют вертолёту непрерывно находиться в воздухе до 90 секунд. За максимальное время одного полёта в 90 секунд потребляется примерно 8,75 ватт-часов - это меньше энергии, чем в аккумуляторе iPhone 12.

Четыре ноги-опоры из углеродного волокна, отходящие от углов основного корпуса, способны амортизировать нагрузки при дополнительных скоростях и ударах во время посадки.

Сочетание небольшого размера и внушительного количества композитных материалов делает Ingenuity особенно лёгким - его масса равна 1,8 кг. На Земле это эквивалентно весу в 17,7 Ньютонов, но при более низкой гравитации Марса винтокрыл весит всего 0,68 кг (6,7 Ньютонов).

Связь геликоптера с Землёй осуществляется через марсоход. У каждого из этих аппаратов есть небольшая антенна для сообщения друг с другом, и марсоход ретранслирует данные на Землю, используя свой более мощный комплект средств коммуникации.

Примерно через две недели после запуска аппарата, 13 августа 2020 года, вертолёт был впервые включен и перезаряжен в космосе. При этом аккумуляторы зарядили всего на 35%, так как каждая полная зарядка и разрядка литий-ионных батарей немного сокращает их долговечность.
Поддержание заряда на низком или среднем уровне сводит это воздействие к минимуму.
И каждые две недели в течение полёта инженеры повторяли эти манипуляции.

Марсоход Perseverance с прикреплённым к нему винтокрылым аппаратом прибыл на Марс в кратер Езеро 18 февраля 2021 года.

После того, как ровер прошёл все тестовые испытания и проверки, вертолёт был отсоединён от него и развёрнут. Для этого предварительно выбрали более менее подходящее ровное место, названное "вертолётной площадкой".

Процесс отсоединения и развертывания геликоптера состоял из нескольких этапов, по завершению которых винтокрыл занял вертикальное положение на своих четырёх опорах.

Как уже говорилось ранее, испытательный полёт продлится 20-30 секунд и будет заключаться в зависании дрона на небольшой высоте над поверхностью.
Если этот полёт пройдёт успешно, то в дальнейшем вертолёт будет выполнять более сложные операции.

Продолжительность испытаний всего 30 дней, но они, вероятно, будет продлены, если с беспилотником всё будет в порядке.

Испытания Ingenuity положат начало полётов винтокрылых аппаратов в атмосфере иных миров. Независимо от результата, это предоставит массу новых данных, которые помогут разработчикам будущих внеземных вертолётов.




Первой подобной миссией станет Dragonfly ("Стрекоза"), большой восьмироторный беспилотник, спроектированный для исследования самого крупного спутника Сатурна - Титана.
По размерам Dragonfly схож с марсоходом Perseverance, а также будет использовать для питания идентичный многоцелевой радиоизотопный термоэлектрический генератор (MMRTG).

MMRTG предназначен для зарядки батареи винтокрыла в течение ночи на Титане, обеспечивая 30-минутные полёты и передачу данных в дневное время.

Это вторая миссия на Титан после зонда Гюйгенс, спущенного на поверхность в 2005 году.
В задачи беспилотника входит изучение атмосферы спутника, состава его поверхности и сейсмологии.

Аппарат Драгонфлай будет запущен в 2027 году и совершит посадку на Титане в 2036 году.




Адаптированный перевод.
Источник: https:// www.nasaspaceflight.com/ 2021/ 03/ nasa-preparing-ingenuity- enabling-future-missions/



Подробнее о марсоходе и о его прибытии на Марс здесь: http://proza.ru/2021/03/03/131

Подробнее о винтокрыле Драгонфлай: http://proza.ru/2020/01/14/497