Китайские инженеры представили проект квадрокоптера для будущего проекта по возврату образцов пород с Марса. Предполагается, что дрон будет способен захватывать небольшие камни и относить их к посадочной платформе. Статья опубликована в журнале Acta Astronautica.
Первым внеземным управляемым беспилотным летательным аппаратом стал вертолетный дрон NASA «Индженьюити», который работает на Марсе уже более двух лет и совершил 66 полетов. Опыт работы с дроном агентство намерено применить при разработке двух аналогичных дронов для перевозки образцов пород в небольшую ракету в программе MSR (Mars Sample Return Mission), а также октокоптера Dragonfly для спутника Сатурна Титана. Китай также интересуется возможностями применения беспилотников для межпланетных исследований, в частности, ранее демонстрировался прототип будущего вертолета для Марса.
Кайцзе Чжу (Kaijie Zhu) и его коллеги из лаборатории робототехники Харбинского технологического института представили проект складного квадрокоптера MarsBird-VII, который может быть использован в китайском проекте по возврату образцов пород с Марса. Предполагается, что посадочная платформа будет собирать образцы вблизи себя с поверхности Марса и загружать их в возвращаемый модуль, в то время как дрон будет способен добывать образцы вдали от платформы.
Ученые посчитали, что мультироторный дрон будет более грузоподъемен, чем дрон типа «Индженьюити», и при этом его будет легче сделать складным. Требования к проекту дрона выдвигаются следующие: масса в четыре килограмма, дальность полета пятьсот метров, возможность сбора образцов массой до ста грамм и диаметром до сорока миллиметров, и укладка в сложенном виде в пространстве объемом 0,09 кубического метра.
Диаметр роторов MarsBird-VII составляет сорок сантиметров, моделирование показывает, что он будет требовать мощности в девятьсот ватт для тяги в 19,2 ньютона и скорости вращения винтов 4645 оборотов в минуту. Сердечник лопасти будет изготовлен из полиметакрилимида, а оболочка лопасти будет представлять композит из матрицы цианатной смолы и препрега из углеродного волокна. Рычаги винтов будут сделаны в виде полых трубок из углеродного волокна. Для размещения в перелетном контейнере рычаги роторов и четыре посадочные опоры будут складываться в вертикальном положении вдоль горизонтальной оси
Квадрокоптер также получит лидар, солнечную батарею, отвечающую за подзарядку литиевого аккумулятора общей емкостью 150 ватт-часов, две черно-белые навигационные камеры на дне дрона и одну цветную камеру на боку. Пробоотборник установлен в нижней части фюзеляжа и представляет собой систему рычагов. Рычаги для захвата образцов обладают длиной семьдесят миллиметров и распределены по окружности диаметром десять миллиметров.
О том, почему аэродинамический полет на Красной планете сложен, можно прочесть в материале «Марсианский винт».