Vzlet helikopterja na Marsu: kaj prinaša prihodnost?

Prihodnost marsovskega letenja se je odprla v ponedeljek. To bo še eno potovanje odkrivanja v naslednjem desetletju ali dveh, ko bomo natančno prilagajali inženiring in uporabo marsovskih helikopterjev.

Ekipa pri NASA-inem JPL se odzove, ko je Ingenuity (na zaslonu) v ponedeljek opravil svoj prvi polet na Mars. (Vir: NASA video posnetek prek Reutersa)

Ko je prva sončna svetloba utripala skozi oblake hladnega pomladnega jutra v Washingtonu, je majhen helikopter vzletel na mrzel in pust planet, ki je oddaljen skoraj 300 milijonov km. Novice iz drugega tako oddaljenega sveta so morda nekoliko razveselile ostro realnost epidemije na Zemlji. Ob 6:46 EST je podatkovna povezava z Marsa pokazala, da je majhen helikopter Mars Ingenuity dosegel svoje prvi 40-sekundni let kjer se je dvignila približno 3 metre v zrak.

glasilo| Kliknite, da dobite najboljše razlage dneva v mapi »Prejeto«.

Trenutek bratov Wright

Pred nekaj leti sem obiskal Kitty Hawk v Severni Karolini na poti na družinske počitnice. Kitty Hawk je nepopisno mesto na vrhu Outer Banks. V Kitty Hawku je nekaj bratov, Orville in Wilbur Wright, imelo to presenetljivo željo, da bi poskusilo leteti s tem, kar bi postalo prvo letalo na Zemlji. Če stopite sto let nazaj, takrat, kaj šele letenje, avtomobili niso bili v modi. Leta 1903 je bil sestavljen prvi Fordov avtomobil: ravno v času, ko sta brata Wright poskušala leteti s prvim letalom. Zato je zanimivo, da so ljudje zasledovali željo po letenju v času, ko so bili avtomobili redkost. Primarni način prevoza so bili konji in konjske vprege: takrat je obstajal odpor do prehoda na brezkonjsko vprego ali avtomobil. Tako kot Ingenuity je bil prvi polet bratov Wright s pogonom kratek (približno 12 sekund). Tako kot Ingenuity tudi takrat (o uspešnem letu) nihče ni vedel, ali bo let spremenil znanost in tehnologijo ali pa ne bo vplival na potek zgodovine. Za brata Wright seveda vemo, da je let spremenil človeško civilizacijo. Za Mars Ingenuity seveda ne vemo, kaj se bo zgodilo v prihodnosti: tako ali tako bomo morda vedeli čez pol stoletja.

Dr Amitabha Ghosh je NASA planetarni znanstvenik s sedežem v Washingtonu DC. Delal je za več misij NASA na Mars, začenši z misijo Mars Pathfinder leta 1997. Delal je kot predsednik delovne skupine za znanstvene operacije za misijo Mars Exploration Rover in je bil zadolžen za vodenje taktičnih operacij Roverja na Marsu več kot 10 let. Pomagal je analizirati prvo skalo na Marsu, ki je po naključju prva skala, analizirana z drugega planeta.

Misija helikopterja na Marsu

Hitro naprej sto let: Želja po poskusu ambicioznega eksperimenta, ki meji med norimi in ambicioznimi, ker je atmosfera na Marsu tako redka, je prišla iz Laboratorija za reaktivni pogon. Nekako se ta eksperiment ni ujemal s širokimi cilji Perseverance Roverja, ki je bil zadolžen za znanstveni cilji od iskanja dokazov o življenju do proizvodnje kisika na Marsu. Toda uradniki na sedežu NASA so vzeli dolgo stališče in podpisali to ambiciozno tehnologijo: z zelo pomembnim premislekom, da bi predstavitev tehnologije morda neuspešna.

Inženirski izziv: Letenje na Marsu je inženirski izziv: gostota atmosfere je 1 % v primerjavi z atmosfero na Zemlji. Za vzdrževanje letenja se morajo lopatice helikopterja vrteti s 2400 vrtljaji na minuto (Rotations Per Minute) ali približno 8-krat hitreje kot potniški helikopter, ki leti na Zemlji. Če helikopter leti nekaj metrov od tal na Marsu, je enakovredno, če helikopter leti 2-3-kratno višino Mt Everesta. Za zagotovitev konteksta letala, kot je Boeing 747, letijo na 30.000 ft ali približno, višino Everesta. Najboljša lovska letala, kot je SR-71 ameriških letalskih sil, bi lahko letela celo trikrat višje od Mt. Everesta.

Drugi izziv je oblikovati plovilo, ki bo imelo lastne močnostne, komunikacijske in mehanske podsisteme s tako majhnim množičnim proračunom. Ne samo, da se je to plovilo moralo udeležiti tako visokega števila vrtljajev in je bilo odvisno od sončnih kolektorjev za napajanje, Iznajdljivost je morala preživeti tudi zelo mrzlo marsovsko noč, ki je lahko brutalna na baterije in vgrajeni računalnik.

Na tej sliki iz Nase Nasin eksperimentalni Marsov helikopter Ingenuity lebdi nad površino Marsa v ponedeljek, 19. aprila 2021. Mali 4-kilogramski helikopter se je v ponedeljek dvignil s prašno rdeče površine v redek marsovski zrak in dosegel prvi nadzorovan let z motorjem. na drugem planetu. (NASA prek AP)

Pogled naprej

Za Zemljo nihče ni vedel, ali bo letalstvo postalo zelo razširjeno in sestavni del človeškega življenja. Prvi žanr komercialnih letalskih podjetij v dvajsetih letih 20. stoletja ni imel veliko uspeha pri pridobivanju ljudi k letenju. Ni bilo niti infrastrukture niti povpraševanja, da bi letenje spremenili v množični posel. Letalstvo kot panoga ni bilo za tiste s šibkim srcem. Nekateri znani industrijalci, kot je Henry Ford, so vstopili v sektor, se opekli in slavno izstopili, potem ko jim ni uspelo ustvariti pozitivnega poslovanja. Drugi, kot je indijski JRD Tata, so preživeli težke porodne muke komercialnega letalstva in so nato vodili uspešno letalsko družbo.

Obstajata dva načina, kako lahko Iznajdljivost spremeni zgodovino marsovskega letalstva ali pa tudi ne. Prvič, to bi lahko povzročilo več misij za testiranje meja marsovskega leta in izvedljivosti uporabe Marsovih helikopterjev za potrebe misije. Po Ingenuity je treba izvesti nekaj drugih helikopterskih misij za nadaljnje testiranje drugih inženirskih vprašanj: kar je najpomembneje, kako daleč lahko leti marsovski helikopter, kako visoko lahko leti in kakšna je največja teža, ki jo lahko nosi? Če so te razdalje res velike, se lahko helikopter uporablja za prevoz ljudi ali tovora na Marsu? Dovolj smo daleč od tiste točke, kjer bomo imeli odgovore, toda to so nekatera vprašanja, ki bodo verjetno obravnavana, ko bomo raziskovali inženirske meje letenja na Marsu.

Drugič, kaj lahko majhen helikopter, kot je Ingenuity, naredi za podporo misiji roverja? Marsovski roverji lahko prevozijo omejeno razdaljo vsak sol. Eden od razlogov za to je, da so informacije o predlagani poti roverja omejene. Posnetki visoke ločljivosti iz orbite podpirajo vožnjo po Marsu, vendar so posnetki iz helikopterja lahko veliko višje ločljivosti in jih je mogoče hitro doseči. Posnetki iz orbite imajo veliko daljši čas obdelave. Tako bi moral biti helikopter sposoben zagotoviti boljše slike nevarnosti na poti roverja: in to lahko pomaga pri načrtovanju daljše vožnje. Drugič, obstajajo deli pokrajine, ki jih roverji ne morejo doseči: morda nazobčana skala ali strm hrib ali depresija. Helikopter bi verjetno lahko uporabili za pristanek, opravljanje hitrega znanstvenega izvidništva in celo prinesli vzorec kamnin za rover za analizo.

Spodnja črta

Prihodnost marsovskega letenja se je odprla v ponedeljek. To bo še eno potovanje odkrivanja v naslednjem desetletju ali dveh, ko bomo natančno prilagajali inženiring in uporabo marsovskih helikopterjev.

Delite S Prijatelji: