Вместе с марсоходом Mars 2020 на Красную планету отправится миниатюрный вертолёт, ротокрафт. Его задачей станет демонстрация возможностей и потенциала воздушных исследовательских миссий на Марсе.
Джим Брайденстайн, директор NASA, говорит: «NASA гордится своей пионерской историей. А идея вертолёта, бороздящего небо чужой планеты захватывает. Марсианский вертолёт обещает стать крайне важным для будущих исследовательских миссий на Марс».
Представитель 7-го округа штата Техас, Джон Калберсон, тоже высказал свою гордость по поводу будущей миссии: «Очень здорово, что именно США станут первым государством, которое запустит вертолёт на другой планете. Это впечатляющее и дальновидное достижение, которое вдохновит молодых людей со всех уголков нашей страны становиться учёными и инженерами, делать собственный вклад в будущие великие космические открытия».
Стартовавший в августе 2013 года проект-концепт марсианского вертолёта (разрабатывался Лабораторией реактивного движения NASA), аппарат должен показать, что большие цели могут быть достигнуты в миниатюрном формате. Результат четырёхлетней работы небольшой команды весит около 1.8 кг. Его фюзеляж имеет размер немногим меньше футбольного мяча, а двойные лопасти, вращающиеся в противоположных направлениях, будут крутиться с частотой в 3000 оборотов в минуту, что примерно в 10 раз превышает скорость вращения лопастей земных вертолётов. Это связано с малой плотностью марисанской атмосферы.
Томас Цурбухен, заместитель научного администратора NASA в штаб-квартире организации в Вашингтоне, говорит: «Изучение Красной планеты при помощи вертолёта является примером успешной синергии в области науки и техники. Это уникальная возможность продолжить изучение Марса на новом уровне. После того как братья Райт 117 лет назад доказали, что на Земле возможен плавный и контролируемый полёт, другая команда американских первооткрывателей может доказать, что то же самое возможно и на другой планете».
Вертолёт содержит и иные элементы, необходимые для работы на Красной планете: солнечные батареи для зарядки литий-ионных батарей и механизм подогрева, который не позволит аппарату замёрзнуть холодной марсианской ночью. Но прежде чем полетать над Марсом, вертолёту необходимо туда добраться. Это будет сделано при помощи следующей марсианской миссии NASA — марсохода Mars 2020.
Рекорд высоты полета вертолёта на Земле составляет около 12 километров. С учётом плотности марсианской атмосферы, если перенести эти условия на Землю, вертолёт должен уметь летать на высоте более 26 километров. Чтобы заставить аппарат летать в таких экстремальных условиях, конструкторам пришлось сделать его максимально лёгким и максимально мощным одновременно.
После того как ровер окажется на поверхности планеты, начнутся поиск идеального места для запуска. Затем вертолёт будет изъят и установлен на марсианский грунт, а марсоход отъедет от него подальше. Затем учёные проведут проверку всех систем, и лишь после этого через Mars 2020 будут переданы команды для старта первого в истории автономного полёта на другой планете.
«У нас нет пилотов, а Земля находится в нескольких световых минутах от Марса, поэтому у нас не будет возможности управлять миссией в реальном времени при помощи джойстика» — говорит Мими Аунг, менеджер проекта, — «вместо этого у нас есть возможности автономного полёта, когда аппарат сперва получает команды с Земли, а затем сам совершает перелёт».
Полная 30-дневная тестовая кампания включит до пяти перелётов с постепенно увеличивающейся дальностью — до нескольких сотен метров за один раз. Продолжительность тоже будет изменяться, вплоть до 90 секунд на один перелёт. В первом запуске вертолёт совершит короткий вертикальный подъем на 3 метра, где просто зависнет в воздухе примерно на 30 секунд.
Марсианский вертолёт является демонстрационной миссией, от его успеха или неудачи не зависит успех миссии Mars 2020. Но если команде действительно удастся продемонстрировать технологию так, как это задумано, у подобных перелётов появится перспективное будущее, ведь такие лёгкие аппараты могут обеспечить доступ к местам, недоступным для наземного транспорта.
«Способность ясно видеть, что находится за пределами ближайшего холма, имеет решающее значение для будущих исследований», — говорит Цурбухен. «У нас уже есть отличные снимки Марса как с поверхности, так и с орбиты. С дополнительной детализацией местности с высоты птичьего полёта от «Марсокоптера» мы можем только представить возможности будущих миссий!»
Марс 2020 будет запущен с пускового комплекса 41 на базе ВВС США на мысе Канаверал, на ракете Atlas V (ULA). Поверхности Марса аппарат должен будет достигнуть в фервале 2021 года.
Ровер будет проводить геологические исследования поверхности, определять потенциальную обитаемость окружения, искать признаки древней марсианской жизни и оценивать богатство природных ресурсов, опасности для будущих пилотируемых миссий. Учёные будут использовать инструменты на борту ровера для оценки образцов камней и грунта, кроме того, аппарат сможет собирать их в специальные упаковки и оставлять прямо на поверхности — возможно, будущие миссии позволят отправить эти, уже подготовленные образцы, обратно на Землю для дальнейшего исследования.
Марсианский вертолёт — действительно прорывная, пускай и демонстрационная технология, которой очень не хватало американской программе по исследованию Марса.
Павел Поцелуев, руководитель проекта Alpha Centauri
