Многие сомневаются в возможности полета вертолета на Марсе из за разреженной (не разрЯженной, а разрЕженной - обращайте на это внимание) атмосферы малой плотности.
Проведем простенький расчет.
Ускорение свободного падения на Марсе составляет примерно 0,4g - если точнее, то 39,4%.
Плотность марсианской атмосферы у поверхности Марса 20 г/м3. У Земли - 1225 г/м3.
Методики расчета тяги несущего винта (подъемной силы) могут быть различные.
Воспользуемся самой базовой - ньютоновской механикой. В этом случае расчет простейший и понятный.
Вертолет висит в воздухе, отбрасывая вниз определенную массу воздуха - так же как и ракета на старте. Если система находится в "условно статическом равновесии" то есть не набирает и не уменьшает высоту, то винт должен развивать силу F равную массе (вертолета) помноженную на ускорение свободного падения.
С другой стороны, отбрасывая вниз массу воздуха или газов со скоростью V винт создает тягу F.
Сила тяги винта - масса отбрасываемого воздуха, помноженная на ускорение этой массы воздуха или газов
F=ma
Скорость, и ускорение связаны зависимостью
V=at или a=V/t
Марсианский вертолет имеет заявленную массу 1,8 кг, диаметр винта 120 см.
Потребная тяга для висения 1,8х3,9=7Н, где 3,9 м/с2 - ускорение свободного падения.
Масса газов, проходящая через обметаемую площадь винта это площадь, помноженная на скорость газов, на время и на плотность:
m=SVtp (p читать как "ро")
S=1,13 м2, p=0,02 кг/м3
Сила тяги винта F=ma=mV/t=SVtpV/t=SV**2p
Сила тяги винта при висении равняется 7 Ньютонов, и она же равняется обметаемой площади на скорость прохождения газов в квадрате и на плотность. Время t при преобразованиях сократилось.
V**2=F/Sp=7/1,13*0,02=310, откуда V=18 м/с
Вся энергия двигателя в режиме висение тратится на сообщение кинетической энергии струе отбрасываемых газов.
Энергия, отнесенная ко времени - мощность.
Кинетическая энергия струи газов, проходящих через ометаемую площадь винта за секунду E=mV**2/2= SVpV**2/2=SpV**3/2=1,13*0,02*18**3/2=66 Дж.
66 Дж за одну секунду дают мощность в 66 Вт.
Эта величина - без учета КПД винта и без учета маневров - набора высоты.
Реальная мощность должна быть выше - и заявляемая максимальная мощность литий-ионной батареи действительно выше - 350 Вт.
И так же как у земных вертолетов движение с некоторой горизонтальной скоростью снижает потребную мощность (но только до определенного предела, затем она растет).
Аэродинамика, как следует из вышеприведённого расчета, полет марсианского вертолета не запрещает.
Возможно есть другие препятствия для осуществления такого полета - например, снятие необходимой мощности с батареи при низких температурах и ее последующей зарядки - но эти сложности, на мой взгляд, так же не являются непреодолимыми.
Мое субъективное мнение, базирующееся на физике вообще и ее разделе аэродинамике - марсианский вертолет возможен.
