Как Ingenuity собирает данные на Марсе

ТехИнсайдерНаука

Вертолет, который смог

Текст: Михаил Котов

Масса: 1,8 кг Высота: 49 см. Лопасти: 2 по 12,1 см в диаметре, вращение на скорости от 2400 до 2900 об/мин. Фюзеляж: 13,6х19,5х16,3 см. Энергетика: солнечная батарея 42,5х16,5 см, 6 аккумуляторов по 36 Вт·ч. Связь: антенна 7,5 мм, протокол Zigbee, марсоход служит ретранслятором, максимальное удаление от него – 1 км

Первый самолет современного типа поднялся в воздух гораздо раньше вертолета. Однако именно вертолет совершил первый контролируемый полет над поверхностью другой планеты. А затем еще и еще. В итоге летательный аппарат Ingenuity отработал на Марсе почти три полных года, совершил 72 рейса общей продолжительностью более двух часов и преодолел дистанцию свыше 17 км. Секрет успешной миссии – в целой серии интересных технических решений, найденных инженерами NASA. недаром название аппарата в переводе с английского означает «изобретательность».

В 1923 году российский эмигрант Георгий Ботезат представил американской публике летательный аппарат, который сам Эдисон признал «первым полноценным вертолетом», способным к управляемому полету. Первой серийной машиной стал R-4 конструкции Игоря Сикорского, появившийся в 1940-х, а уже через 30 лет началась разработка беспилотника для Марса. Стоит оговориться: Ingenuity не первый летательный аппарат, поднявшийся в воздух над поверхностью другой планеты. Пионерами были советские миссии «Вега-1» и «Вега-2», аэростатные зонды которых раскрылись над Венерой еще в 1985 году. Но с вертолетом задача оказалась куда сложнее.

Первой проблемой стала разреженность марсианской атмосферы. Ее давление у поверхности в 160 раз меньше земного – у нас такое наблюдается примерно на высоте 35 км. Впрочем, для работы винта важно не столько давление, сколько плотность рабочей среды. На Красной планете она составляет около 20 г/м3 – в 61 раз меньше, чем у поверхности Земли (1225 г/м3). Удержаться в такой среде совсем не то же самое, что взлетать в обычном режиме.

Кроме того, вертолету предстоит работать в особых условиях: среднегодовая температура на поверхности Марса составляет около –63 °C. Да, время от времени Солнце прогревает здешний воздух до плюсовых значений, но, чтобы электроника могла переносить ледяные ночи, нужно предусмотреть обогрев. Наконец, нельзя отмахиваться от знаменитых пылевых бурь, которые способны понизить эффективность солнечных батарей или просто забить движущиеся части мелким песком и пылью.

Планируя миссию Ingenuity, разработчики были крайне осторожны и ориентировались на 1–5 полетов высотой до 3–5 м и дальностью до 50 м. В действительности эти цифры удалось превзойти в разы.

На Марсе, как на Земле

Чтобы получить в разреженном воздухе Красной планеты такую же подъемную силу, как у поверхности Земли, требуется увеличить скорость обтекания лопастей газом в 7,8 раза (квадратный корень из 61) – иными словами, винт должен вращаться во столько же раз быстрее. Впрочем, цифра может уменьшиться, поскольку сопротивление марсианской атмосферы ниже, да и гравитация там на 62% слабее нашей.

Плотность марсианской атмосферы у поверхности примерно такая же, какая в 29,4 км над Землей. Что у нас летает на такой высоте? В 1957 году туда впервые добрался газовый аэростат Manhigh I. В 2014 году Алан Юстас на подобном аппарате сумел подняться гораздо выше, на 41 км, но этот полет трудно назвать полностью управляемым. Еще можно вспомнить реактивные самолеты McDonnell Douglas F-4 Phantom II, которые преодолели нашу условную отметку в 1959 году, а в 1977-м МиГ-25 установил рекорд, который держится до сих пор: почти 37,7 км. В 2001 году на 29 км взлетел и первый винтовой самолет – экспериментальный NASA Helios HP01 от компании AeroVironment, уникальная машина, работающая от собственных солнечных батарей.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

В ожидании космического отпуска В ожидании космического отпуска

Самые реальные варианты космического туризма

Популярная механика
Бей, молись, беги Бей, молись, беги

Игры с мячом и битой – древнейшие развлечения человечества

Вокруг света
Лучше, чем жизнь Лучше, чем жизнь

Традиционно самыми ресурсоемкими считались спецэффекты для кино

Популярная механика
Любовный треугольник: можно ли любить одновременно двоих? Любовный треугольник: можно ли любить одновременно двоих?

Что такое любовь? Почему люди заводят романы на стороне?

Psychologies
Главный экспонат Главный экспонат

Автомобили, на которых люди станут ездить (и даже летать) в ближайшее время

ТехИнсайдер
«Рынки вернулись к привычному росту» «Рынки вернулись к привычному росту»

Как экономика Рунета адаптировалась к высоким рискам

РБК
Летящие над водой Летящие над водой

Всемирный конкурс лучших решений в области судов на подводных крыльях

ТехИнсайдер
Осмелиться быть собой: 5 упражнений Осмелиться быть собой: 5 упражнений

Как вновь обрести свою идентичность и начать собственный путь

Psychologies
Квантовое превосходство Квантовое превосходство

«Квантовый компьютер – атомная бомба XX века»

ТехИнсайдер
Что такое ASMR-видео и как они влияют на наш мозг Что такое ASMR-видео и как они влияют на наш мозг

Почему нам так нравится ASMR-контент?

ТехИнсайдер
«Нет причин не продлить нашу жизнь до 200 лет и даже до 1000» «Нет причин не продлить нашу жизнь до 200 лет и даже до 1000»

Как мировая наука и бизнес борются со старением

РБК
Как не позволить ИИ заменить вас на работе? Узнайте ответ экспертов! Как не позволить ИИ заменить вас на работе? Узнайте ответ экспертов!

Какие меры принять людям, чтобы обеспечить свою конкурентоспособность перед ИИ

ТехИнсайдер
Art&Science Art&Science

Можно ли объединить науку и искусство

Популярная механика
Мадс Миккельсен. Великий и ужасный Мадс Миккельсен. Великий и ужасный

Он никогда не мечтал сниматься в кино и вообще становиться  актером

Караван историй
Короли небес Короли небес

Завершается полувековая история производства Boeing 747

ТехИнсайдер
Одна из «Девочек»: как Лина Данэм изменила женские образы на экране и пережила хейт Одна из «Девочек»: как Лина Данэм изменила женские образы на экране и пережила хейт

как актриса Лина Данэм борется со стереотипами, не боясь делать ошибки

Forbes
Стоит ли увидеть новое кино Гая Ричи «Министерство неджентльменских дел». Честная рецензия MAXIM Стоит ли увидеть новое кино Гая Ричи «Министерство неджентльменских дел». Честная рецензия MAXIM

Ричи решил снять своих «Бесславных ублюдков», что у него из этого получилось?

Maxim
Психопатология жизни Сальвадора Дали: что скрывается за творчеством гения Психопатология жизни Сальвадора Дали: что скрывается за творчеством гения

О взбалмошном поведении, эксцентричной личности и скандальном творчестве Дали

Psychologies
«Как умирали динозавры: Убийственный астероид и рождение нового мира» «Как умирали динозавры: Убийственный астероид и рождение нового мира»

Почему на Земле не началась вторая эра динозавров

N+1
Лучше, чем сериалы: 5 книг, которые авторы пишут по частям Лучше, чем сериалы: 5 книг, которые авторы пишут по частям

Книги, которые представляют собой часть большой серии

ТехИнсайдер
Чем лабрадор отличается от голден ретривера Чем лабрадор отличается от голден ретривера

Существует ли какая-то существенная разница между лабрадором и голден ретривером

ТехИнсайдер
Сепарация от супруга после развода: почему она необходима и как ее пройти Сепарация от супруга после развода: почему она необходима и как ее пройти

Как сепарироваться от партнера после расставания? Почему это сложно?

Psychologies
ДКС: двигатель технологической революции в России ДКС: двигатель технологической революции в России

Глава компании ДКС: «Нам нужно постоянно крутить педали — и мы это делаем»

Монокль
Видеть талант в каждом: как Елена Гнесина посвятила жизнь обучению музыке Видеть талант в каждом: как Елена Гнесина посвятила жизнь обучению музыке

История Елены Гнесиной, основавшей один из главных музыкальных вузов в России

Forbes
Палеоантропологи реконструировали череп жившего около миллиона лет назад гоминина Юньсянь-2 Палеоантропологи реконструировали череп жившего около миллиона лет назад гоминина Юньсянь-2

Палеоантропологи реконструировали деформированный череп Юньсянь-2

N+1
«Дух соревнования вреден для торгового счета» «Дух соревнования вреден для торгового счета»

RuMS о своей победе, допущенных ошибках и трейдерском пути

Монокль
Сверхдоход или любовь к жирафам: семь ошибок при запуске своего бизнеса в Африке Сверхдоход или любовь к жирафам: семь ошибок при запуске своего бизнеса в Африке

Самые распространенные ошибки начинающих свой африканский путь предпринимателей

Forbes
7 способов поддержать друга в кризисной ситуации 7 способов поддержать друга в кризисной ситуации

Как помочь близкому человеку пережить трудный период?

Psychologies
А ведьмы кто: краткая история инквизиции между мифом и реальностью А ведьмы кто: краткая история инквизиции между мифом и реальностью

Что из историй об инквизиторах имеет под собой реальные основания, а что выдумка

Правила жизни
Таинственный кот Палласа – манул Таинственный кот Палласа – манул

Если спросить любого, – кто таков Палласов кот, вряд ли кто ответит правильно

Знание – сила
Открыть в приложении