НАСА использует два мира для создания новых марсианских вертолетов

На текущий момент на Земле нет организации, кроме НАСА, которая могла бы заявить, что они работают на двух разных планетах. Космическое агентство сейчас использует этот потенциал для создания более совершенных лопастей вертолета на Земле и для полетов вертолета Ingenuity на больших высотах на Марсе.

«Наши испытания марсианского вертолета следующего поколения в буквальном смысле взяли лучшее из обоих миров», — сказал Тедди Цанетос, руководитель проекта Ingenuity Mars Helicopter и менеджер по вертолетам миссии для сбора образцов с Марса.

«Здесь, на Земле, у вас есть все инструменты и практические возможности, на которые вы можете надеяться при тестировании новых компонентов вертолета. На Марсе у вас есть настоящие внеземные условия, которые вы никогда не сможете по-настоящему воссоздать здесь, на Земле».

С тех пор, как Ingenuity стала машиной, которая совершила первый полет с двигателем на другой планете в апреле 2021 года, она превзошла все ожидания. Вертолет установил рекорд высоты, поднявшись на 14 метров над поверхностью Марса в конце 2022 года, а в апреле этого года он совершил свой 50-й полет, побив этот рекорд, поднявшись на высоту 18 метров.

НАСА только что объявило, что на сегодняшний день Ingenuity совершил 66 полетов, что ошеломляет, учитывая, что инженеры ожидали, что он совершит всего пять вылетов. Он также достиг высоты 24 метра и побил собственный рекорд скорости, достигнув максимальной скорости в 10 метров в секунду.

За тем, как вертолет НАСА Ingenuity совершил свой 59–й полет на Марсе, наблюдал марсоход Perseverance. Посмотрите два ракурса этого 142-секундного полета, в течении которого вертолет достиг высоты 20 метров. Этот полет состоялся 16 сентября 2023 года.

Чтобы довести Ingenuity до такого уровня производительности, НАСА экспериментировало с инструкциями, которые они отправляют вертолету перед каждым полетом. Большая высота над поверхностью позволила аппарату «видеть» больше ландшафта под ним, что позволяет ему не запутываться в проносящейся мимо земле, что в прошлом было проблемой при увеличении его скорости.

Испытания на Марсе не только привели к более быстрым и более высоким показателям, но также привели к снижению скорости приземления на 25%, что может привести к облегчению шасси на будущих марсианских вертолетах.

По сути, инженеры НАСА используют марсианский ландшафт и тонкую атмосферу планеты в качестве лаборатории, чтобы узнать как можно больше о том, как моторизованные летательные аппараты работают в реальных внеземных условиях.

«За последние девять месяцев мы удвоили максимальную скорость полета и высоту, увеличили скорость вертикального и горизонтального ускорения и даже научились медленнее приземляться», — сказал Трэвис Браун, главный инженер Ingenuity в JPL. «Это предоставляет бесценные данные, которые могут быть использованы разработчиками миссий для будущих вертолетов на Марс».

Наряду с развитием достижений, на которые способна Ingenuity, НАСА одновременно работает над созданием более совершенных вертолетных винтов здесь, на Земле, в космическом симуляторе Лаборатории реактивного движения, пространстве шириной 8 и высотой 26 метров. Здесь инженеры проводят испытания лопастей несущего винта из углеродного волокна, которые на 10 см длиннее, чем у Ingenuity, что может привести к созданию более крупных и надежных вертолетов для будущих миссий на Марсе.

Испытание роторов марсианского вертолета следующего поколения.

Испытания помогли исследовательской группе преодолеть вызывающую вибрацию турбулентность, которая может быть проблематичной при использовании более крупных роторов на более высоких скоростях.

«Мы раскрутили наши лопасти до 3500 об/мин, что на 750 оборотов в минуту быстрее, чем у лопастей Ingenuity», — сказал Тайлер Дель Сесто, заместитель руководителя испытаний вертолета. «Эти более эффективные лопасти теперь представляют собой нечто большее, чем просто гипотетическое упражнение. Они готовы к полету». И они готовы сделать это на почти гиперзвуковой скорости 0,95 Маха.

Команда планирует продолжить исследовательскую работу на обеих планетах, чтобы улучшить любые будущие вертолеты, отправляемые на Марс.

Например, в декабре Ingenuity приступит к еще двум высокоскоростным тестам, в которых он будет проходить новые углы тангажа и крена, предназначенные для еще большего измерения его производительности, хотя команда с осторожностью относится к тому, насколько далеко может зайти вертолет в испытаниях.

«Вы должны быть немного более осторожными, когда работаете так далеко от ближайшей ремонтной мастерской, потому что у вас нет права на ошибку», — сказал Трэвис Браун.