Вертолет Ingenuity на поверхности Марса (концепция художника): на этом рисунке изображён вертолет НАСА Ingenuity стоящий на поверхности Красной планеты, когда марсоход Perseverance НАСА (частично видимый слева) отъезжает. Источник: NASA / JPL-Caltech.
Когда марсоход Perseverance миссии NASA Mars 2020 стартует с базы ВВС на мысе Канаверал во Флориде, вместе с ним полетит инновационное оборудование: вертолет Ingenuity. Его амбиции значительно превосходят небольшой вес, который составляет всего около 4 фунтов (1,8 килограмма).
«Братья Райт показали, что полет с двигателем в атмосфере Земли возможен с помощью экспериментального самолета», — сказал Хавард Грип, главный пилот Ingenuity в Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии. — С помощью Ingenuity мы пытаемся сделать то же самое на Марсе.»
Вот шесть вещей, которые вы должны знать о первом вертолете, отправляющемся на другую планету:
1. Вертолёт Ingenuity — это летный эксперимент.
Марсианский вертолет Ingenuity в полете. Рисунок: NASA / JPL-Caltech.
Ingenuity – это то, что известно как демонстратор технологии — проект, выполняя который стремятся испытать новую способность в первый раз, в ограниченном объеме. Предыдущие новаторские демонстрации технологий включают марсоход Sojourner миссии Mars Pathfinder и крошечный кубсат Mars Cube One (MarCO), который пролетел мимо Марса в 2018 году.
Ingenuity имеет четыре специально изготовленные лопасти из углеродного волокна, расположенные на двух роторах, которые вращаются в противоположных направлениях со скоростью около 2400 оборотов в минуту – во много раз быстрее, чем у пассажирского вертолета на Земле. Он также имеет инновационные солнечные батареи, аккумуляторы и другие компоненты. На вертолёте Ingenuity не установлены научные приборы и является отдельным экспериментом по отношению к марсоходу Mars 2020 Perseverance.
2. Ingenuity станет первым летательным аппаратом, который попытается совершить управляемый полет на другой планете.
NASA Ingenuity Mars Helicopter-первый ЛА на Марсе: NASA Ingenuity Mars Helicopter следующей весной совершит первую в истории попытку полета на другой планете. Он отправляется со следующей миссией агентства на Марс (марсоход Mars 2020 Perseverance rover), когда она стартует с базы ВВС на мысе Канаверал этим летом. Ingenuity, прикрепленный снизу к Perseverance, совершит посадку на Марсе 18 февраля 2021 года. Источник: NASA / JPL-Caltech.
Что мешает вертолету летать на Марсе? Во-первых, разреженная атмосфера Марса затрудняет достижение достаточной подъемной силы. Поскольку марсианская атмосфера на 99% менее плотная, чем земная, Ingenuity должен быть легким, с лопастями несущего винта, которые намного больше и вращаются намного быстрее, чем требуется для вертолета с массой как у Ingenuity на Земле.
Он также может насквозь промёрзнуть в кратере Езеро, где Perseverance с вертолётом, прикрепленный к его нижней части, совершит посадку в феврале 2021 года. Ночью температуры там опускаются до минус 130 градусов по Фаренгейту (минус 90 градусов по Цельсию). Хотя команда Ingenuity на Земле испытала вертолет при марсианских температурах и считает, что он должен работать на Марсе, как и предполагалось, холод раздвинет расчётные пределы многих деталей Ingenuity.
Кроме того, операторы миссии в JPL не смогут управлять вертолетом с помощью джойстика. Задержки связи являются неотъемлемой частью работы с космическими аппаратами на межпланетных расстояниях. Команды нужно будет посылать заблаговременно, а инженерные данные будут поступать с космического аппарата еще долго после каждого полета. В то же время Ingenuity будет иметь большую автономию, чтобы принимать свои собственные решения о том, как лететь к точке маршрута и содержать себя в тепле.
3. Ingenuity — подходящее название для робота, который является результатом чрезвычайной изобретательности.
Старшеклассница Ваниза Рупани из Нортпорта, штат Алабама, первоначально представила название «изобретательность» для марсохода «Марс-2020», прежде чем он был назван «настойчивость», но представители НАСА признали это предложение потрясающим названием для вертолета, учитывая, сколько творческого мышления использовала команда, в осуществлении этой миссии.
«Изобретательность и выдающиеся способности людей, упорно работающих над преодолением трудностей межпланетных путешествий, — вот что позволяет нам всем быть свидетелями чуда космических исследований», — написала Рупани. — Изобретательность-это то, что позволяет людям совершать удивительные вещи.»
4. Ingenuity уже продемонстрировал инженерные достижения.
В период с 2014 по 2019 год инженеры JPL продемонстрировали, что можно построить ЛА, который был бы легким, способным создавать достаточную подъемную силу в разреженной атмосфере Марса и способным выжить в марсианских условиях. Они испытывали все более совершенные модели на специальных космических тренажерах в JPL. В январе 2019 года вертолет, который полетит к Красной планете, прошел свою окончательную летную оценку. Провал любого из этих этапов положил бы конец эксперименту.
5. Команда Ingenuity будет рассчитывать успех шаг за шагом.
Учитывая первые достижения Ingenuity, у команды есть длинный список этапов, которые им нужно будет пройти, прежде чем вертолет сможет взлететь и сесть на Марсе весной 2021 года. Команда будет праздновать каждый раз, когда они выполнят каждый из них. Основные этапы включают в себя:
- Запуск с мыса Канаверал, круиз на Марс и посадку на Красную планету
- Безопасное развёртывание на поверхности
- Автономное сохранение тепла в течение холодных марсианских ночей
- Автономная зарядка с помощью своей солнечной панели
И тогда Ingenuity совершит первую попытку полета. Если вертолет преуспеет в этом первом полете, команда Ingenuity предпримет до четырех других попытки испытательных полетов в течение 30 марсианских суток (31 земных суток).
6. Если Ingenuity будет сопутствовать успех, будущие исследования Марса могут проводиться и с воздуха.
Когда вертолет NASA Ingenuity Mars попытается совершить свой первый испытательный полет на Красной планете, марсоход агентства Mars 2020 Perseverance rover будет рядом, как видно из рисунка. Источник: NASA / JPL-Caltech.
Ingenuity призван продемонстрировать технологии, необходимые для полетов в марсианской атмосфере. В случае успеха эти технологии могли бы позволить использовать другие современные роботизированные летательные аппараты, которые могли бы быть включены в будущие роботизированные и пилотируемые миссии на Марс. Они могли бы предложить уникальную точку обзора, не обеспечиваемую современными орбитальными аппаратами высоко над планетой или марсоходами и посадочными устройствами на поверхности, обеспечить изображения высокой четкости и разведку для роботов или людей, а также обеспечить доступ к местности, труднодоступной для марсоходов.
«Команда Ingenuity сделала все, чтобы испытать вертолет на Земле, и мы с нетерпением ждем возможности провести наш эксперимент в реальной среде на Марсе», — сказала Мими Аунг, руководитель проекта Ingenuity в JPL. «Мы будем учиться на протяжении всего пути, и это будет конечной наградой для нашей команды, чтобы иметь возможность добавить еще одно измерение к тому, как мы исследуем другие миры в будущем.»
(mars.nasa.gov)
