НАСА успешно испытало радиолокационную антенну для марсианских вертолетов SkyFall
Инженеры Лаборатории реактивного движения NASA разработали уникальную гибкую антенну для марсианских вертолетов SkyFall, которая позволит искать залежи водяного льда в верхних слоях грунта Красной планеты. Испытания подтвердили, что устройство выдерживает экстремальные перепады температур и многократные посадки, сохраняя работоспособность. Результаты тестов опубликованы в открытых материалах агентства, а сама миссия запланирована на конец 2028 года.
Три аппарата SkyFall, которые достаточно скоро отправятся к Марсу, получат необычное задание: они будут охотиться за льдом, спрятанным прямо под поверхностью планеты. Этот лед настоящий клад для будущих колонистов, ведь из него можно добывать воду, кислород и даже топливо. Но чтобы разглядеть его, вертолетам понадобится особая техника — радар, который «просвечивает» грунт, и специальная антенна, похожая на гибкое полотно.
Сложность в том, что орбитальные спутники видят лишь глубокие слои льда, а самые верхние метры каменистой поверхности для них остаются невидимыми. Астронавтам же важно знать именно то, что лежит близко к поверхности, ведь добывать ресурсы из глубины в несколько десятков метров слишком сложно. Поэтому ученые решили лететь низко и медленно: так радар может уловить границу, где сухой грунт сменяется льдом.
Для этого пришлось придумать антенну, которая работала бы в широком диапазоне частот — от 500 до 2500 мегагерц. Это позволяет волнам длиной от 60 до 12 сантиметров проникать на разную глубину: длинные «видят» дальше, короткие дают детальную картинку верхнего слоя. Но обычная антенна такой мощности имела бы длину почти 50 сантиметров и требовала свободного пространства под собой. А у марсианского вертолета зазор между корпусом и землей всего 15 сантиметров. Если бы антенна торчала вниз, она бы сломалась при первой посадке.
Выход нашелся в форме, названной в честь композитора Вивальди: ее изогнутые линии напоминают скрипку. Такая конструкция плоская, легкая и может быть сделана из прочной ткани с металлическим покрытием. Но даже в таком виде антенна оказалась длиннее посадочных опор вертолета примерно в полтора раза. Значит, при касании поверхности она должна не ломаться, а гнуться, а после взлета — снова принимать идеальную форму. И так десятки раз подряд, ведь миссия рассчитана на множество полетов.
Чтобы добиться этого, инженеры использовали слои сверхпрочного материала, похожего на тот, из которого делали подушки безопасности для старых марсоходов. Внутрь добавили гибкие пружины из стекловолокна, а всю конструкцию закрепили на легкой магниевой раме. Весь комплект вместе с креплениями весит всего 150 граммов, это чуть больше пары скрипичных смычков. Но главное испытание было впереди: антенне предстояло пережить суровые марсианские условия в лаборатории.
Сначала ее многократно сгибали, имитируя разные варианты посадки, в том числе на неровные камни. Затем помещали в камеру, где температура прыгала почти на 100 градусов по Цельсию, как на реальном Марсе. После каждого десятка «полетов» проверяли, не ослаб ли сигнал. Самый жесткий тест провели вверх ногами: так нагрузка на конструкцию оказалась даже выше, чем дала бы слабая марсианская гравитация. Антенна выдержала 200 посадок — это вдвое больше, чем нужно для основной миссии, и ни разу не сбилась с настроек.
Сейчас команда готовит полноценный инженерный образец, который проверят на вибрации, в условиях, максимально похожих на марсианские, и даже вывезут на испытательный полигон, где имитируют поверхность Красной планеты. Если все пройдет успешно, три вертолета SkyFall отправятся в космос на борту аппарата Space Reactor-1 Freedom в конце 2028 года, чтобы продолжить дело знаменитого Ingenuity, который уже доказал, что летать на Марсе возможно.
В итоге испытания подтвердили, что гибкая тканевая антенна способна выдерживать многократные посадки, резкие перепады температур и механические нагрузки, не теряя чувствительности радара. Это значит, что технология готова к следующему этапу разработки, и уже через несколько лет марсианские вертолеты смогут составлять детальные карты залежей льда в самом нужном для человека приповерхностном слое, открывая путь к использованию местных ресурсов.
Присоединяйтесь к нам в соцсетях
