Чуть более двух лет прошло после аварии первого в мире инопланетного вертолета Ingenuity, и теперь инженеры Лаборатории реактивного движения готовятся отправить новые вертолеты на Марс: они будут прочнее и более грузоподъемными.
Ingenuity был первым аппаратом, поднявшимся в небо чужой планеты. Он совершил 72 полета вместо 5 запланированных. Теперь NASA планирует отправить туда еще три вертолета миссии SkyFall в конце 2028 года или позже.
Корпус Ingenuity был размером с коробку для салфеток, а его масса - всего 1,8 кг. Диаметр двух соосных винтов составлял около 1,2 метра. Будущие аппараты будут больше и тяжелее. Инженерам придется иначе подойти к проблеме прочности лопастей будущих машин, ведь именно они стали причиной завершения миссии прошлого вертолета: при жесткой посадке одна из них сломалась.
Новый несущий винт разрабатывают инженеры Лаборатории реактивного движения (JPL) и частной компании AeroVironment - те же, что разработали Ingenuity. На днях они сообщили об успешных испытаниях прототипов винта.
Как летать там, где почти нет воздуха
Марсианская атмосфера крайне разреженная, ее плотность составляет всего 1% от плотности воздуха на уровне моря на Земле. Винты летающих машин для Красной планеты должны вращаться на порядок быстрее, чтобы создать достаточную подъемную силу. Винт Ingenuity вращался с частотой 2700 об/мин, что в 10 раз быстрее, чем земных вертолетов. При этом инженеры стремились не дать его лопастям превысить скорость звука (примерно 880 км/ч на Марсе), опасаясь разрушительного явления флаттера (тряски концов лопастей).
Теперь разработчики хотят создать лопасти достаточно прочные, чтобы они могли безопасно превышать скорость звука. Свежая серия испытаний подтвердила, что им это удалось, сообщило космическое агентство.
Если бы на скорости вращения 3750 об/мин винт развалился, обломки лопастей серьезно попортили бы стендовую камеру, поэтому их обшили листовым металлом для защиты. Сначала скорость на концах лопастей довели до 0,98 Маха. Затем инженеры включили вентилятор, обдувавший роторы сбоку — имитация порыва марсианского ветра, — увеличивая его силу с каждой новой пробой.
Сначала испытанию подвергли трехлопастной винт. Затем двухлопастной большего диаметра, который считается основным кандидатом для SkyFall. В последнем испытании скорость вращения лопастей ротора довели до 1,08 Маха, превысив изначальную цель достичь 1,05 Маха.
Увеличение скорости позволило увеличить подъемную силу. Это позволит аппаратам брать на борт больше научного оборудования и более крупные аккумуляторы для длительных полетов. На Ingenuity единственной полезной нагрузкой были две камеры: черно-белая камера для навигации и цветная камера с более высоким разрешением. За более чем 2 года он пролетел всего 17 км — на сколько хватало собранной солнечной энергии.
Инженеры все еще анализируют данные, и, возможно, попробуют раскрутить пропеллер еще больше.