Воздух меняется. У марсианского вертолета Ingenuity начались сложности из-за смены времен года
Вертолет NASA Ingenuity готовится к 14-му полету на Красную планету, но разреженный марсианский воздух делает такие полеты все более и более сложными.
Этот вылет, который может произойти в любой день, является простым заданием по сравнению с некоторыми из более смелых разведывательных полетов, которые Ingenuity совершал раньше, признали в NASA.
Для простоты маршрута есть веская причина: вертолет весом 1,8 кг будет проверять более высокие скорости вращения ротора, чтобы увидеть, сможет ли он продолжать полет в быстро меняющихся сезонных атмосферных условиях на Марсе.
План полета требует от Ingenuity взлета, набора высоты до 5 м и выполнения бокового маневра перед посадкой. Изначально предполагалось, что полет состоится не ранее 17 сентября, но это зависело от готовности команды миссии к такой возможности.
Ожидается, что короткий испытательный полет, когда бы он ни произошел, будет включать скорость ротора примерно 2700 оборотов в минуту. Для сравнения, в предыдущем полете Ingenuity летел со скоростью ротора около 2537 об/мин. Инженеры надеются, что большая скорость вращения позволит аппарату летать, несмотря на уменьшение плотности атмосферы.
«На самом деле летать становится все труднее с каждым днем: я говорю о плотности атмосферы, которая и без того была чрезвычайно низкой, а теперь продолжает падать из-за сезонных колебаний на Марсе», — сказал главный пилот Ingenuity Ховард Грип из NASA Jet.
Грип объяснил, что полетная кампания Ingenuity была рассчитана на то, чтобы продлиться всего несколько месяцев после того, как миссия Perseverance приземлилась в кратере Марса Езеро в феврале. Ingenuity намного превзошел ожидания и до сих пор продолжает летать, проверяя, может ли винтокрылый аппарат действовать как разведчик для марсоходов или, возможно, даже в человеческих миссиях.
Но Ingenuity не был предназначен для изменения сезонных условий. Первоначально плотность атмосферы в кратере Езеро была эквивалентна примерно 1,2−1,5% земной. Но теперь плотность приближается к 1% в дневные часы, предпочитаемые для полета, когда течения от земли вызывают меньшую нестабильность для низколетящего беспилотника.
«Разница в атмосфере может показаться небольшой, но она оказывает значительное влияние на способность Ingenuity летать», — пояснил Грип. Запас тяги Ingenuity или избыточная тяга, которую дрон создает сверх того, что ему требуется для зависания, уменьшается по мере того, как атмосфера Марса становится разреженной.
«К счастью, есть способ решить эту проблему, но он включает в себя вращение роторов даже быстрее, чем мы делали до сих пор. Фактически, им придется вращаться быстрее, чем мы когда-либо пытались с помощью Ingenuity или любого из наших испытательных вертолетов на Земле», — продолжил Грип.
Более высокая частота вращения в сочетании с ветром и движением вертолета может привести к тому, что лопасти несущего винта ударится в атмосферу со скоростью примерно 0,8 Маха, или 80% скорости звука. Тогда они испытают очень большое увеличение аэродинамического сопротивления, которое будет недопустимо для полета.
Инженеры также будут следить за потенциальными резонансами, которые могут вызвать вибрацию вертолета на определенных частотах, что в худшем случае может «вызвать повреждение оборудования и привести к ухудшению показаний датчиков, необходимых для системы управления полетом.
Ранее НВ писал, что в середине августа вертолет NASA Ingenuity совершил свой 12-й полет на Красной планете, аппарат служил глазами в небе для своего более крупного компаньона, марсохода Perseverance.
План полета был разработан, чтобы разведать для марсохода регион, получивший название Южная Сейта (Séítah, «среди песка» на языке навахо), отметили в NASA.
«Полет над Южной Сейтой сопряжен со значительным риском из-за разнообразия местности. Когда мы решаем принять риски, связанные с таким полетом, это происходит из-за соответственно высоких наград. Знание, что у нас есть возможность помочь команде Perseverance в научном планировании, предоставив уникальные кадры с воздуха, — вот что необходимо для мотивации», — написали в плане полета Ingenuity ученые.
В отличие от большинства его недавних полетов, в этом вылете Ingenuity совершил полет туда и обратно. На этот раз Ingenuity собирал подробную разведывательную информацию для марсохода.
Подписаться на ежедневную email-рассылку материалов раздела Техно Ежедневная рассылка о том как технологии изменяют мир подписаться Ежедневно в 17:00