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

Одомашнивание: новый цикл Одомашнивание: новый цикл

До конца нынешнего десятилетия произойдет очередная революция

Популярная механика
«Место авиакатастрофы напоминало кадр из фильма»: трагедия 1997 года в Иркутске «Место авиакатастрофы напоминало кадр из фильма»: трагедия 1997 года в Иркутске

Крушение самолета Ан-124 «Руслан» 1997 года в Иркутске: как это было

ТехИнсайдер
За невидимым щитом За невидимым щитом

Как защититься от космической радиации, чтобы летать к другим планетам?

ТехИнсайдер
Дэдпул, Росомаха и другие мутанты: 13 фильмов о Людях Икс от худшего к лучшему Дэдпул, Росомаха и другие мутанты: 13 фильмов о Людях Икс от худшего к лучшему

Вспоминаем фильмы о Людях Икс и выбираем лучший из них

Правила жизни
Летящие над водой Летящие над водой

Всемирный конкурс лучших решений в области судов на подводных крыльях

ТехИнсайдер
6 фраз, которые взрослые дети мечтают услышать от своих родителей 6 фраз, которые взрослые дети мечтают услышать от своих родителей

Шесть важных фраз, которые родители могут (и должны) сказать повзрослевшим детям

Psychologies
Квантовое превосходство Квантовое превосходство

«Квантовый компьютер – атомная бомба XX века»

ТехИнсайдер
«Как я приняла свою негативно настроенную мать»: 6 уроков «Как я приняла свою негативно настроенную мать»: 6 уроков

Как научиться быть счастливой, несмотря на негатив, исходящий от близких?

Psychologies
Главный экспонат Главный экспонат

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

ТехИнсайдер
«Реальная история Уиннер»: фильм о девушке, выступившей против государственной машины «Реальная история Уиннер»: фильм о девушке, выступившей против государственной машины

Как разговорное кино, в котором нет действия, оказывается напряженной драмой

Forbes
Андроид-чемпион Андроид-чемпион

Как роботы защищают честь российского футбола

Популярная механика
Вдова и самозванка: как две королевы соперничали за английский престол Вдова и самозванка: как две королевы соперничали за английский престол

Глава из книги «Без права на престол» — как расцвели и погибли пять династий

Forbes
Астероид Бенну. Что нам удалось о нем узнать? Астероид Бенну. Что нам удалось о нем узнать?

Чем примечателен астероид Бенну?

Наука и техника
Достаточно лучшего Достаточно лучшего

Авторский интерьер с атмосферой дорогого отеля для элегантной молодой пары

SALON-Interior
Самые умные и самые богатые Самые умные и самые богатые

Кто такие кванты и почему за ними охотятся еще в университетах

ТехИнсайдер
Идеи для девичника: как провести время с подругами Идеи для девичника: как провести время с подругами

Как организовать девичник так, чтобы он запомнился и понравился всем участникам?

Здоровье
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
«Старообрядцы и евреи: Триста лет рядом» «Старообрядцы и евреи: Триста лет рядом»

Что делало похожими друг на друга евреев и старообрядцев

N+1
«Симпатия»: как построить приют для собак на фоне политического кризиса «Симпатия»: как построить приют для собак на фоне политического кризиса

Отрывок из книги Родриго Бланко Кальдерона «Симпатия»

Forbes
Путешествие к себе Путешествие к себе

Отложенная жизнь превращается из отложенных на будущее планов в призрачные мечты

Новый очаг
Как сделать сайт бесплатно: без программистов и дизайнеров Как сделать сайт бесплатно: без программистов и дизайнеров

Как сделать сайт бесплатно, даже если у вас нет никаких навыков в кодинге

CHIP
Сейсмограф князя Голицына Сейсмограф князя Голицына

О вкладе Бориса Голицына в мировую науку — беседа с Георгием Голицыным

Знание – сила
«Чувства гораздо богаче и тоньше, чем считалось раньше»: сколько эмоций мы испытываем на самом деле «Чувства гораздо богаче и тоньше, чем считалось раньше»: сколько эмоций мы испытываем на самом деле

Сколько эмоций на самом деле испытывают люди?

Psychologies
Как улучшить память: 10 проверенных методик Как улучшить память: 10 проверенных методик

Как повысить уровень интеллекта и сохранить молодость мозга?

ТехИнсайдер
Разработан новый метод борьбы с галлюцинациями больших лингвистических моделей Разработан новый метод борьбы с галлюцинациями больших лингвистических моделей

Как система KnowHalu помогает бороться с галлюцинацими

ТехИнсайдер
Любовная телепатия: можем ли мы читать мысли друг друга Любовная телепатия: можем ли мы читать мысли друг друга

Существует ли любовная телепатия?

Psychologies
«Эфко» заменит сахар сладким белком «Эфко» заменит сахар сладким белком

«Эфко» планирует производить сладкий белок, который дешевле и слаще сахара

Монокль
«Переедание — это ваша попытка заставить свое тело не чувствовать» «Переедание — это ваша попытка заставить свое тело не чувствовать»

Что такое переедание, о чем оно нам сигнализирует, и как научиться не переедать?

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 работает эффект плацебо Как работает эффект плацебо

Что вызывает эффект плацебо?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении