Start helikoptéry na Marsu: jaká je budoucnost?

Budoucnost marťanského letu se otevřela v pondělí. Bude to další objevná cesta v příštím desetiletí nebo dvou, když dolaďujeme konstrukci a aplikaci marťanských vrtulníků.

Tým z NASA JPL reaguje poté, co Ingenuity (na obrazovce) v pondělí poprvé vzlétne na Mars. (Zdroj: video z NASA přes Reuters)

Když první sluneční světlo prolétlo mezi mraky chladného jarního rána ve Washingtonu, vzlétl malý vrtulník na chladné a pusté planetě vzdálené téměř 300 milionů km. Zprávy z jiného světa, tak vzdáleného, ​​poskytly možná trochu povzbuzení od strohé reality epidemie na Zemi. V 6:46 EST data downlinku z Marsu ukázala, že Mars Ingenuity, malý vrtulník, vzal svůj první 40sekundový let kde vystoupal asi 3 metry vzduchem.

Zpravodaj| Kliknutím dostanete do své doručené pošty nejlepší vysvětlivky dne

Moment bratří Wrightů

Před pár lety jsem navštívil Kitty Hawk v Severní Karolíně na cestě na rodinnou dovolenou. Kitty Hawk je nepopsatelné město na špičce Outer Banks. Právě v Kitty Hawk měli bratři Orville a Wilbur Wrightové tuto překvapivou touhu zkusit létat s tím, co se stane prvním letadlem na Zemi. Když se vrátíte o sto let zpět, v té době, natož létání, auta nebyla v módě. V roce 1903 byl sestaven první automobil Ford: přesně v době, kdy se bratři Wrightové pokoušeli pilotovat první letadlo. Proto je zajímavé, že lidé sledovali touhu létat v době, kdy auta byla vzácností. Primárním způsobem přepravy byli koně a koňské povozy: v té době existoval odpor k přechodu na bezkoňský povoz nebo vůz. Stejně jako Ingenuity byl první motorový let bratří Wrightů krátký (asi 12 sekund). Stejně jako Ingenuity v té době (úspěšného letu) nikdo nevěděl, zda nebo zda let změní vědu a techniku ​​nebo nebude mít žádný vliv na běh dějin. Pro bratry Wrightové samozřejmě víme, že let změnil lidskou civilizaci. Pro Mars Ingenuity samozřejmě nevíme, co se stane v budoucnu: v každém případě to budeme vědět možná za půl století.

Dr Amitabha Ghosh je planetární vědec NASA sídlící ve Washingtonu DC. Pracoval pro několik misí NASA Mars počínaje misí Mars Pathfinder v roce 1997. Sloužil jako předseda pracovní skupiny pro vědecké operace pro misi Mars Exploration Rover Mission a více než 10 let byl pověřen vedením taktických operací Roverů na Marsu. Pomohl analyzovat první kámen na Marsu, který byl shodou okolností prvním analyzovaným kamenem z jiné planety.

Vrtulník v misi na Mars

Rychle vpřed o sto let: Touha vyzkoušet ambiciózní experiment, hraničící mezi šíleným a ambiciózním, protože atmosféra je na Marsu tak řídká, přišla z Laboratoře tryskového pohonu. Nějak se tento experiment neslučoval s širokými cíli Perseverance Roveru, který měl za úkol vědecké cíle od hledání důkazů života po výrobu kyslíku na Marsu. Ale úředníci z ústředí NASA vzali dlouhý pohled a podepsali se na tuto ambiciózní technologii: s velmi důležitým ohledem na to, že demonstrace technologie by mohla selhat.

Inženýrská výzva: Letět na Marsu je technický problém: hustota atmosféry je 1 % ve srovnání s atmosférou na Zemi. Pro udržení letu se listy vrtulníku musí otáčet rychlostí 2 400 otáček za minutu (otáčky za minutu) nebo asi 8krát rychleji než osobní vrtulník, aby mohl létat na Zemi. Let helikoptéry na Marsu pár metrů od země je ekvivalentem toho, že helikoptéra letí 2-3krát větší než je výška Mt Everestu. Abychom uvedli kontext, letadla jako Boeing 747 létají ve výšce 30 000 stop nebo přibližně ve výšce Everestu. Nejlepší stíhačky jako SR-71 amerického letectva mohly létat až do výšky trojnásobku Mt. Everestu.

Další výzvou je navrhnout plavidlo, které bude mít vlastní napájecí, komunikační a mechanické subsystémy s tak malou alokací hromadného rozpočtu. Nejen, že toto plavidlo muselo navštěvovat tak vysoké otáčky a záviselo na solárních panelech, aby se napájelo, Ingenuity také muselo přežít velmi chladnou marťanskou noc, která může být brutální pro baterie a palubní počítač.

Na tomto snímku NASA se experimentální vrtulník NASA Ingenuity vznáší nad povrchem Marsu v pondělí 19. dubna 2021. Malý 4librový vrtulník se v pondělí zvedl z prašného červeného povrchu do řídkého marťanského vzduchu a dosáhl prvního poháněného, ​​řízeného letu. na jiné planetě. (NASA přes AP)

Dívat se dopředu

Na Zemi nikdo nevěděl, zda se letectví rozšíří a stane se nedílnou součástí lidského života. První žánr komerčních leteckých společností neměl ve dvacátých letech velký úspěch v přimět lidi k létání. Nebyla ani infrastruktura, ani poptávka, aby se z létání stal byznys na masovém trhu. Letectví jako průmysl nebyl pro slabé povahy. Někteří slavní průmyslníci jako Henry Ford vstoupili do tohoto sektoru, popálili se a slavně odešli poté, co nedokázali vydělat kladné peníze. Jiní, jako je indický JRD Tata, přežili těžké porodní bolesti komerčního letectví a pokračovali ve vedení úspěšné letecké společnosti.

Existují dva způsoby, jak Ingenuity může nebo nemusí změnit historii marťanského letectví. Za prvé by to mohlo vést k několika misím, které by otestovaly hranice marťanského letu a životaschopnost použití vrtulníků Mars pro potřeby mise. Po Ingenuity je potřeba provést několik dalších helikoptérových misí k dalšímu testování dalších technických otázek: nejdůležitější je, jak daleko může marťanský vrtulník letět, jak vysoko může letět a jakou maximální hmotnost unese? Pokud jsou tyto vzdálenosti skutečně významné, lze vrtulník použít k přepravě lidí nebo nákladu na Mars? Jsme dostatečně daleko od bodu, kdy budeme mít odpovědi, ale toto jsou některé z otázek, které budou pravděpodobně zvažovány při zkoumání technických hranic letu na Marsu.

Zadruhé, co může udělat malá helikoptéra jako Ingenuity pro podporu mise roveru? Marťanská vozítka mohou každý sol urazit omezenou vzdálenost. Jedním z důvodů je to, že o navrhované trase roveru jsou omezené informace. Snímky s vysokým rozlišením z oběžné dráhy podporují jízdu na Marsu, ale snímky z vrtulníku mohou mít mnohem vyšší rozlišení a lze jich dosáhnout rychle. Snímky z oběžné dráhy mají mnohem delší dobu obratu. Vrtulník by tedy měl být schopen poskytovat lepší snímky nebezpečí na trase roveru: a to může pomoci při plánování delší jízdy. Za druhé, existují části krajiny, kam se rovery nedostanou: možná rozeklaná skála nebo strmý kopec nebo proláklina. Vrtulník by pravděpodobně mohl být použit k přistání, k rychlému vědeckému průzkumu a dokonce k přivezení vzorku horniny pro rover k analýze.

Sečteno a podtrženo

Budoucnost marťanského letu se otevřela v pondělí. Bude to další objevná cesta v příštím desetiletí nebo dvou, když dolaďujeme konstrukci a aplikaci marťanských vrtulníků.

Sdílej Se Svými Přáteli: