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

Античный герой Античный герой

Кого люди будут вспоминать через столетия?

Популярная механика
4 ошибки, которые мы допускаем, когда нас преследует тревога 4 ошибки, которые мы допускаем, когда нас преследует тревога

Большинство привычных способов реакции на тревогу лишь усугубляют ситуацию

Psychologies
Летящие над водой Летящие над водой

Всемирный конкурс лучших решений в области судов на подводных крыльях

ТехИнсайдер
Вселенная Майнкрафта Вселенная Майнкрафта

В кубическом мире строят, копают и выживают более 130 миллионов игроков

Вокруг света
Квантовое превосходство Квантовое превосходство

«Квантовый компьютер – атомная бомба XX века»

ТехИнсайдер
Страдает самооценка? Повысить ее может отказ от соцсетей! Интересные результаты исследования Страдает самооценка? Повысить ее может отказ от соцсетей! Интересные результаты исследования

Как социальные сети влияют на нашу самооценку?

ТехИнсайдер
От бумеров до альфа От бумеров до альфа

Теория поколений распространилась в виде мемов и героев. Кто из них вы?

Популярная механика
Облегчение не в радость: почему падает загрузка сети РЖД Облегчение не в радость: почему падает загрузка сети РЖД

Погрузка сети РЖД снижается уже более полугода. Основные причины

Forbes
Главный экспонат Главный экспонат

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

ТехИнсайдер
Евгеника: хотели как лучше... Евгеника: хотели как лучше...

Как евгеника стала синтезом теории вырождения, теории Дарвина и научного расизма

Знание – сила
«Криворукие гуманоиды», или Поговори со мной, машина! «Криворукие гуманоиды», или Поговори со мной, машина!

Мог ли чат GPT появиться в России и почему Китай скоро обгонит США

Наука
Бессмертие «цзы» Бессмертие «цзы»

Иероглифы в Поднебесной всегда воспринимались как нечто священное

Знание – сила
Билет в один конец Билет в один конец

Илон Маск мечтает умереть на Марсе, и он по-своему прав

Популярная механика
Как нейросети проваливаются в «долину разочарования» и почему это хорошо Как нейросети проваливаются в «долину разочарования» и почему это хорошо

Когда большие языковые модели займут уверенную позицию и достигнут пика?

Forbes
...Бегом под парусом ...Бегом под парусом

Кубок «Америки» – 2021 и гонка бегущих яхт

Популярная механика
Жители острова Алор отведали икру морских ежей примерно 43 тысячи лет назад Жители острова Алор отведали икру морских ежей примерно 43 тысячи лет назад

Древние люди начали собирать морских ежей еще примерно 43 тысячи лет назад

N+1
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
Почему на Луне обязательно нужно построить детектор гравитационных волн Почему на Луне обязательно нужно построить детектор гравитационных волн

Зачем нужен детектор гравитационных волн на Луне?

ТехИнсайдер
Море без границ Море без границ

Bering Yachts разработала проект моторной суперъяхты Bering B165

Y Magazine
«Зависимость и ее человек»: что психиатр-нарколог думает о природе вредных привычек «Зависимость и ее человек»: что психиатр-нарколог думает о природе вредных привычек

Глава из книги «Зависимость и ее человек: записки психиатра-нарколога»

Forbes
Агафья Завидная: как сложилась судьба единственной ученицы Ивана Поддубного Агафья Завидная: как сложилась судьба единственной ученицы Ивана Поддубного

Трагичная историю единственной ученицы Ивана Поддубного, Агафьи Завидной

ТехИнсайдер
Все фильмы ужасов «Пила» от худшего до самого убойного Все фильмы ужасов «Пила» от худшего до самого убойного

Почему некоторые ленты о Пиле прекрасны, а другие хочется распилить и сжечь

Maxim
Как улучшить память: 10 проверенных методик Как улучшить память: 10 проверенных методик

Как повысить уровень интеллекта и сохранить молодость мозга?

ТехИнсайдер
Надежда Зозуля: «Свёртывание крови – две стороны одной медали. С одной стороны – склонность к тромбозам, с другой – к не менее опасным кровотечениям» Надежда Зозуля: «Свёртывание крови – две стороны одной медали. С одной стороны – склонность к тромбозам, с другой – к не менее опасным кровотечениям»

Как понять, что есть проблемы со свертыванием крови? Что должно насторожить?

Здоровье
Мария Аниканова: «Сергей Соловьев написал за меня сочинение, когда я призналась, что никогда в жизни его не напишу» Мария Аниканова: «Сергей Соловьев написал за меня сочинение, когда я призналась, что никогда в жизни его не напишу»

«У Соловьева на площадке царила особая атмосфера, которая просто обволакивала»

Караван историй
Гидроэлектростанции и азартные игры: как Лас-Вегас стал столицей казино Гидроэлектростанции и азартные игры: как Лас-Вегас стал столицей казино

Как связаны плотина Гувера и Лас-Вегас?

ТехИнсайдер
10 цитат Алеси Кафельниковой о важности психотерапии и умении принимать себя 10 цитат Алеси Кафельниковой о важности психотерапии и умении принимать себя

Цитаты Алеси Кафельниковой — символа российского гламура нового поколения

Psychologies
11 вещей, которые профессиональные клинеры никогда не делают, убирая ванную у себя дома 11 вещей, которые профессиональные клинеры никогда не делают, убирая ванную у себя дома

Какие ошибки при уборке ванной не дают создать свой личный SPA-рай

VOICE
«Страх, любовь и пропаганда» — из истории секты: отрывок из книги социального психолога «Страх, любовь и пропаганда» — из истории секты: отрывок из книги социального психолога

Как лидеры сект управляют массами и почему их влиянию так сложно сопротивляться

СНОБ
Удивительная история! Как корабль «Аделла Шорс» нашли спустя 115 лет после таинственного исчезновения Удивительная история! Как корабль «Аделла Шорс» нашли спустя 115 лет после таинственного исчезновения

Что случилось с американским судном, которое исчезло вместе с экипажем в 1909?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении