Helikoptera pacelšanās uz Marsa: kāda ir nākotne?

Pirmdien atklājās Marsa lidojuma nākotne. Tas būs vēl viens atklājumu ceļojums tuvāko desmit gadu laikā, kad mēs pilnveidosim Marsa helikopteru inženieriju un pielietojumu.

NASA JPL komanda reaģē pēc tam, kad Ingenuity (ekrānā) pirmdien veica pirmo lidojumu uz Marsa. (Avots: NASA video, izmantojot Reuters)

Kad Vašingtonas vēsā pavasara rīta mākoņos pazibēja pirmā saules gaisma, uz aukstas un pamestas planētas gandrīz 300 miljonu km attālumā pacēlās mazs helikopters. Ziņas no citas tik tālas pasaules, iespējams, radīja nelielu uzmundrinājumu no epidēmijas skarbās realitātes uz Zemes. 6:46 pēc austrumu laika, dati no Marsa lejupslīdes liecināja, ka mazais helikopters Mars Ingenuity ir paņēmis savu pirmais 40 sekunžu lidojums kur tas pacēlās aptuveni 3 metrus gaisā.

Biļetens| Noklikšķiniet, lai savā iesūtnē iegūtu dienas labākos skaidrojumus

Brāļu Raita mirklis

Džimija Velsa māja

Pirms pāris gadiem es viesojos Kitijā Houkā, Ziemeļkarolīnā, ceļā uz ģimenes atvaļinājumu. Kitty Hawk ir neaprakstāma pilsēta Ārbanku galā. Tieši Kitijā Hokā pāris brāļiem Orvilam un Vilburam Raitiem radās pārsteidzoša vēlme izmēģināt lidot ar lidmašīnu, kas kļūs par pirmo lidmašīnu uz Zemes. Ja jūs atkāpjaties simts gadus atpakaļ, tajā laikā, nemaz nerunājot par lidošanu, automašīnas nebija modē. 1903. gadā tika samontēta pirmā Ford automašīna: tieši tajā laikā, kad brāļi Raiti mēģināja lidot ar pirmo lidmašīnu. Tāpēc ir interesanti, ka cilvēki vēlējās lidot laikā, kad automašīnas bija retums. Galvenais pārvietošanās veids bija zirgi un zirgu pajūgi: tajā laikā bija pretestība pārejai uz bezzirga pajūgu vai automašīnu. Tāpat kā Ingenuity, pirmais Brothers Wright lidojums bija īss (apmēram 12 sekundes). Tāpat kā Atjautība, neviens toreiz nezināja (veiksmīgā lidojuma laikā), vai lidojums pārveidos zinātni un tehnoloģiju, vai arī tam nebūs nekādas ietekmes uz vēstures gaitu. Par brāļiem Raitiem, protams, mēs zinām, ka lidojums mainīja cilvēku civilizāciju. Attiecībā uz Mars Ingenuity, protams, mēs nezinām, kas notiks nākotnē: katrā ziņā mēs, iespējams, uzzināsim pēc pusgadsimta.

Dr Amitabha Ghosh ir NASA planētu zinātnieks, kas atrodas Vašingtonā. Viņš ir strādājis vairākās NASA Marsa misijās, sākot ar Marsa ceļa meklētāja misiju 1997. gadā. Viņš bija Marsa izpētes rovera misijas Zinātnes operāciju darba grupas priekšsēdētājs, un viņam bija uzticēts vadīt taktiskās Rover operācijas uz Marsa vairāk nekā 10 gadus. Viņš palīdzēja analizēt pirmo iezi uz Marsa, kas nejauši bija pirmais akmens, kas analizēts no citas planētas.

Helikoptera misija Marsā

cik vērts ir Džefs lapsas vērts

Pāriet simts gadus uz priekšu: Vēlme izmēģināt vērienīgo eksperimentu, kas robežojas starp ārprātīgo un ambiciozo, jo uz Marsa ir tik plāna atmosfēra, radās no Reaktīvās dzinējspēka laboratorijas. Kaut kā šis eksperiments nesaskanēja ar Perseverance Rover plašajiem mērķiem, kam bija uzdots sasniegt zinātniskus mērķus, sākot no dzīvības pierādījumu meklēšanas līdz skābekļa ražošanai uz Marsa. Taču NASA štāba ierēdņi uzlūkoja garu skatījumu un pievienojās šai vērienīgajai tehnoloģijai: ar ļoti svarīgu apsvērumu, ka tehnoloģiju demonstrācija var neizdoties.

Inženieru izaicinājums: Lidot uz Marsa ir inženiertehnisks izaicinājums: atmosfēras blīvums ir 1%, salīdzinot ar atmosfēru uz Zemes. Lai uzturētu lidojumu, helikoptera lāpstiņām ir jāgriežas ar ātrumu 2400 apgr./min (rotācijas minūtē) jeb aptuveni 8 reizes ātrāk nekā pasažieru helikopteram, lai lidotu uz Zemes. Helikopteram lidot dažus metrus no zemes uz Marsa, tas ir līdzvērtīgi helikopteram, kas lido 2-3 reizes augstāk par Everesta augstumu. Lai sniegtu kontekstu, tādas lidmašīnas kā Boeing 747 lido 30 000 pēdu vai aptuveni Everesta augstumā. Labākās iznīcinātājas, piemēram, ASV gaisa spēku SR-71, varētu lidot pat trīs reizes augstāk par Everesta augstumu.

Otrs izaicinājums ir izstrādāt kuģi, kam būtu sava jauda, ​​komunikācija un mehāniskās apakšsistēmas ar tik mazu masu budžeta piešķīrumu. Šim kuģim ne tikai bija jābrauc uz lielajiem apgriezieniem minūtē un enerģijas nodrošināšanai bija jābūt atkarīgai no saules paneļiem, bet arī Ingenuity bija jāizdzīvo ļoti aukstā Marsa nakts, kas var būt nežēlīga ar akumulatoriem un borta datoru.

Šajā NASA attēlā NASA eksperimentālais Marsa helikopters Ingenuity lidinās virs Marsa virsmas pirmdien, 2021. gada 19. aprīlī. Mazais 4 mārciņas smagais helikopters pirmdien pacēlās no putekļainās sarkanās virsmas plānā Marsa gaisā, sasniedzot pirmo dzinēju, kontrolētu lidojumu. uz citas planētas. (NASA caur AP)

Skatoties uz priekšu

Zemei neviens nezināja, vai aviācija kļūs plaši izplatīta un neatņemama cilvēka dzīves sastāvdaļa. Pirmais komerciālās aviācijas uzņēmumu žanrs 20. gadsimta 20. gados neguva lielus panākumus, liekot cilvēkiem lidot. Nebija ne infrastruktūras, ne pieprasījuma, lai lidošanu pārvērstu par masu tirgus biznesu. Aviācija kā nozare nebija domāta vājprātīgajiem. Daži slaveni rūpnieki, piemēram, Henrijs Fords, ienāca sektorā, apdegās un izstājās, jo viņiem nebija izdevies gūt pozitīvus ienākumus. Citi, piemēram, Indijas JRD Tata, pārdzīvoja komerciālās aviācijas smagas dzemdību sāpes un turpināja vadīt veiksmīgu aviokompāniju.

Ir divi veidi, kā Atjautība var vai nevar mainīt Marsa aviācijas vēsturi. Pirmkārt, tas varētu radīt vairākas misijas, lai pārbaudītu Marsa lidojuma robežas un Marsa helikopteru izmantošanas dzīvotspēju misijas vajadzībām. Pēc Ingenuity ir nepieciešamas dažas citas helikoptera misijas, lai turpinātu pārbaudīt citus inženiertehniskos jautājumus: vissvarīgākais ir tas, cik tālu var lidot Marsa helikopters, cik augstu tas var lidot un kāds ir maksimālais svars, ko tas var pārvadāt? Ja patiešām šie attālumi ir ievērojami, vai helikopteru var izmantot cilvēku vai kravu pārvadāšanai uz Marsa? Mēs esam pietiekami tālu no šī punkta, kur mums būs atbildes, taču šie ir daži no jautājumiem, kas, iespējams, tiks izskatīti, pētot Marsa lidojuma inženiertehniskās robežas.

Otrkārt, ko tāds mazs helikopters kā Ingenuity var darīt, lai atbalstītu rovera misiju? Marsa roveri var šķērsot ierobežotu attālumu katru soli. Viens no iemesliem ir tas, ka ir ierobežota informācija par piedāvāto rovera maršrutu. Augstas izšķirtspējas attēli no orbītas atbalsta braukšanu pa Marsu, bet attēli no helikoptera var būt daudz augstākas izšķirtspējas, un tos var iegūt ātri. Orbītas attēliem ir daudz ilgāks apstrādes laiks. Tādējādi helikopteram jāspēj nodrošināt labākus attēlus par apdraudējumiem rovera maršrutā: un tas var palīdzēt plānot ilgāku braucienu. Otrkārt, ir ainavas daļas, kuras roveri nevar sasniegt: varbūt robains akmens vai stāvs kalns vai ieplaka. Domājams, ka helikopteru varētu izmantot, lai nosēstos, veiktu ātru zinātnisku izlūkošanu un pat atvestu iežu paraugu roveram analīzei.

kitana turnbull wikipedia

Apakšējā līnija

Pirmdien atklājās Marsa lidojuma nākotne. Tas būs vēl viens atklājumu ceļojums tuvāko desmit gadu laikā, kad mēs pilnveidosim Marsa helikopteru inženieriju un pielietojumu.

Dalieties Ar Draugiem: