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

Выживут только инфорги Выживут только инфорги

«Инфорги» — люди, которые придут на смену Homo Sapiens

Популярная механика
Секрет приложения Finch: как уход за виртуальным питомцем помогает справиться с депрессией Секрет приложения Finch: как уход за виртуальным питомцем помогает справиться с депрессией

В России набирает популярность приложение Finch. Почему оно столь эффективно?

Psychologies
«Сфера» развлечений «Сфера» развлечений

Летом 2023 года над Лас-Вегасом засветилась Луна и превратилась в огромный глаз

ТехИнсайдер
«А вы точно врач?»: как выбрать пластического хирурга «А вы точно врач?»: как выбрать пластического хирурга

Какими качествами должен обладать хороший пластический хирург?

Правила жизни
Главный экспонат Главный экспонат

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

ТехИнсайдер
Душа — в теле Душа — в теле

Театр Crave — заведение таинственное, притягательное и необычное

Men Today
Квантовое превосходство Квантовое превосходство

«Квантовый компьютер – атомная бомба XX века»

ТехИнсайдер
Сибирский шаманизм: почему выставка об археологии стала хитом и где ее можно увидеть Сибирский шаманизм: почему выставка об археологии стала хитом и где ее можно увидеть

Проект, объединивший археологию и произведения современного художника

Forbes
Летящие над водой Летящие над водой

Всемирный конкурс лучших решений в области судов на подводных крыльях

ТехИнсайдер
Кошмар владельца: самые сложные автомобили всех времен и народов Кошмар владельца: самые сложные автомобили всех времен и народов

Приобретя эти машины, вы можете очень сильно пожалеть

Maxim
Когда связи не рвутся Когда связи не рвутся

Что нужно сделать, чтобы мобильная связь была доступна везде

ТехИнсайдер
Что делать, если укусил клещ? Что делать, если укусил клещ?

Как вытащить клеща? Какие болезни переносят клещи?

Psychologies
Будущее стратегической авиации: B-21 против ПАК ДА Будущее стратегической авиации: B-21 против ПАК ДА

В России и США разрабатываются новые модели стратегических бомбардировщиков

Популярная механика
Семь советов родителям Семь советов родителям

Как приучить ребёнка к правильному питанию, чтобы он получал всё необходимое?

Здоровье
Место в мире Место в мире

Чтобы найти свою планету в огромной Вселенной, нужно знать точный адрес

ТехИнсайдер
Дубовые веточки вместо щеток и смола вместо паст: чем чистили зубы наши предки Дубовые веточки вместо щеток и смола вместо паст: чем чистили зубы наши предки

Благодаря кому и как человечество смогло получить электрические щетки?

Psychologies
«Я не только жила с абьюзером, но и стала им сама?»: история читательницы «Я не только жила с абьюзером, но и стала им сама?»: история читательницы

Как понять, что вы перенимаете черты абьюзера?

Psychologies
8 неожиданных старых фильмов о Великой Отечественной и Второй мировой войне 8 неожиданных старых фильмов о Великой Отечественной и Второй мировой войне

Подборка самых необычных военных фильмов прошлых лет

Правила жизни
Исследование: мужчины, как правило, выбирают себе друзей с другим вкусом на девушек Исследование: мужчины, как правило, выбирают себе друзей с другим вкусом на девушек

Мужчины стараются дружить с теми, у кого вкус на девушек не совпадает с их

ТехИнсайдер
И/ИЛИ И/ИЛИ

Отношения народа со своим голосом в рассказе Кафки «Жозефина, или Народ мышей»

Weekend
На доверии На доверии

Интуитивное питание — очень простой способ выстроить правильные отношения с едой

Лиза
«Многие банки пытаются нас повторить» «Многие банки пытаются нас повторить»

Как меняются клиентские запросы на рынке premium-banking?

Деньги
Чем похожи нарциссы и алкоголики: 11 общих черт Чем похожи нарциссы и алкоголики: 11 общих черт

О том, что общего между алкоголиками и нарциссами

Psychologies
5 советов тем, кто хочет создавать семейные традиции 5 советов тем, кто хочет создавать семейные традиции

Как создать особую атмосферу дома и напитать детей любовью?

Psychologies
Как открыть карту в Казахстане в 2024 году Как открыть карту в Казахстане в 2024 году

Как оформить банковскую карту Казахстана и в каком банке это сделать проще всего

VC.RU
Как фальсицифируют палестинские древности: история черных археологов в Иерусалиме Как фальсицифируют палестинские древности: история черных археологов в Иерусалиме

О подделках древних артефактов в Палестине

Forbes
Досадная ошибка в душе: как правильно мыться, чтобы не лишить себя оргазма Досадная ошибка в душе: как правильно мыться, чтобы не лишить себя оргазма

Неправильный прием душа может привести к «срастанию» интимных частей тела

Psychologies
Жизнь без еды Жизнь без еды

Среди насекомых есть виды, которые во взрослом состоянии не питаются вовсе

Наука и жизнь
Транзитный пассажир Транзитный пассажир

Актер Сергей Горошко перевоплощается легко и очень элегантно

OK!
Капсула памяти Капсула памяти

Как органично вписать в интерьер вещи из путешествий

Новый очаг
Открыть в приложении