NASA достигает новых высот в проектировании вертолетов для Марса

Инженеры NASA преодолевают земные границы, чтобы улучшить характеристики будущих марсианских вертолетов. Впервые в истории две планеты стали ареной для испытаний новых летательных аппаратов. На Земле в Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA в Южной Калифорнии были проведены испытания нового ротора, который может быть использован в вертолетах следующего поколения для Марса, где он вращался со скоростью, близкой к сверхзвуковой. Одновременно с этим марсианский вертолет Ingenuity устанавливает новые рекорды высоты и скорости на Красной планете.

Испытания нового поколения волоконно-углеродных лопастей на Земле показали их превосходство по сравнению с лопастями Ingenuity: они на 10 сантиметров длиннее и обладают большей прочностью. Эти лопасти позволят создавать более крупные и мощные вертолеты для исследования Марса, но при этом возникает проблема с турбулентностью, вызванной вибрацией при приближении кончиков лопастей к сверхзвуковым скоростям.

Для имитации марсианских условий на Земле инженеры использовали космический симулятор JPL. В течение трех недель команда мониторила датчики, счетчики и камеры, наблюдая за поведением лопастей, которые подвергались испытаниям на все более высоких скоростях и углах атаки.

Следует отметить, что вертолет Ingenuity первоначально планировалось использовать для не более чем пяти полетов, но он превзошел свою первоначальную 30-дневную миссию в 32 раза, совершив 66 полетов, каждый из которых расширял возможности наблюдения за планетой.

Ограниченные возможности по энергии и температурные характеристики мотора Ingenuity обычно допускают полеты продолжительностью около двух-трех минут. На полете 61 вертолет установил новый рекорд высоты в 24 метра, а на полете 62 - скорости в 10 метров в секунду. Кроме того, команда экспериментирует с скоростью посадки Ingenuity, показывая, что вертолет может садиться на 25% медленнее, чем было заложено в его первоначальный дизайн.

В будущем NASA планирует выполнить два высокоскоростных полета Ingenuity, во время которых вертолет выполнит специальный набор маневров, чтобы измерить свою производительность. Полученные данные будут крайне важны для уточнения аэромеханических моделей поведения роторных аппаратов на Марсе.

Ingenuity, первоначально созданный как технологическая демонстрация, впервые взлетел 19 апреля 2021 года. После того как было доказано, что полет на Марсе возможен, вертолет перешел в фазу демонстрации операций, чтобы показать, как воздушная разведка может быть полезна для будущих исследований Марса и других миров.

Проект Ingenuity Mars Helicopter управляется JPL для NASA, с поддержкой Научного управления миссий NASA. В разработке участвовали исследовательские центры NASA Ames и NASA Langley, а также компании AeroVironment Inc., Qualcomm и SolAero.