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

Выставка терминаторов Выставка терминаторов

В Абу-Даби прошла выставка беспилотных систем Umex 2024

ТехИнсайдер
6 советских и российских фильмов — лауреатов Каннского фестиваля 6 советских и российских фильмов — лауреатов Каннского фестиваля

Шесть отечественных картин, которые в разные годы покорили Канны

СНОБ
Цифровая лихорадка Цифровая лихорадка

С каждым годом майнинг биткоинов требует больше ресурсов, но не останавливается

ТехИнсайдер
Размер не имеет значения: как женщины проектируют небоскребы, удобные для жизни Размер не имеет значения: как женщины проектируют небоскребы, удобные для жизни

Какую роль играют женщины в строении небоскребов?

Forbes
Квантовое превосходство Квантовое превосходство

«Квантовый компьютер – атомная бомба XX века»

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
Летящие над водой Летящие над водой

Всемирный конкурс лучших решений в области судов на подводных крыльях

ТехИнсайдер
Почему важно давать мужчине пространство и как это сделать правильно? Почему важно давать мужчине пространство и как это сделать правильно?

Личное пространство — важный аспект в отношениях, но как его давать?

VOICE
Главный экспонат Главный экспонат

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

ТехИнсайдер
Между Оруэллом и Хаксли: 10 отличных сериалов-антиутопий Между Оруэллом и Хаксли: 10 отличных сериалов-антиутопий

Сериалы-антиутопии: от инкубаторов для детей до религиозных конфликтов

Правила жизни
Рудознатцы Рудознатцы

Как сейчас в России ищут золото

ТехИнсайдер
4 упражнения, которые помогут перезагрузить нервную систему и быстро снять тревогу 4 упражнения, которые помогут перезагрузить нервную систему и быстро снять тревогу

Что же делать, если волна тревоги нахлынула внезапно и нужно быстро успокоиться?

Psychologies
Последний из динозавров Последний из динозавров

Суперкары Lamborghini Huracan Evo должны жить на идеальных гоночных трассах

Популярная механика
Женщина за рулём Женщина за рулём

Именно женщина первая села за руль первого автомобиля

Новый очаг
Нюстальгия Нюстальгия

Все мы видели фотографии Давида Дубницкого, но не знали его по имени

Maxim
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
Как Сабина Шпильрейн стала первой женщиной — доктором психологии, исследуя саму себя Как Сабина Шпильрейн стала первой женщиной — доктором психологии, исследуя саму себя

Как Сабина Шпильрейн превратила собственную болезнь в предмет исследований

Forbes
Искателям приключений Искателям приключений

Знакомимся с Kavi 9 — одной из моделей молодой турецкой верфи Kavi Yachts

Y Magazine
Как появилось то, без чего вообще нельзя выходить на улицу: история создания солнцезащитных средств Как появилось то, без чего вообще нельзя выходить на улицу: история создания солнцезащитных средств

Кому же мы обязаны за изобретение незаменимых средств, спасающих от солнца?

ТехИнсайдер
7 всеобщих заблуждений о психологических травмах 7 всеобщих заблуждений о психологических травмах

Некоторые мифы, которые окружают травму: что это такое и что может ее нанести

Psychologies
Солнечный друг Солнечный друг

5 вопросов врачу по безопасному загару

Лиза
Восстанавливаем водный баланс: как заставить себя пить больше воды Восстанавливаем водный баланс: как заставить себя пить больше воды

Что делать, если пить 8 стаканов в день не получается?

ТехИнсайдер
«Психоанализ может быть полезен любому»: что нужно знать об этом методе психотерапии «Психоанализ может быть полезен любому»: что нужно знать об этом методе психотерапии

Чарльз Турк по сей день совмещает в практике психиатрию и психоанализ

Psychologies
Как преодолеть трудности в семейных отношениях: разбор четырех частых ситуаций Как преодолеть трудности в семейных отношениях: разбор четырех частых ситуаций

Разбор четырех случаев конфликтов, из которых мы можем извлечь полезные выводы

Psychologies
Ген памяти Ген памяти

Какие альтернативные накопители предлагают на рынке хранения данных

РБК
Развиваем позитивно Развиваем позитивно

Опыт внедрения концепции профилактики детского и подросткового неблагополучия

Позитивные изменения
5 ошибок, которые могут привести к разводу после 20 лет брака 5 ошибок, которые могут привести к разводу после 20 лет брака

Что такое «серый», или «седой» развод?

Psychologies
Вредно ли сидеть, положив ногу на ногу Вредно ли сидеть, положив ногу на ногу

Как вы обычно сидите в офисе? А за обеденным столом? В автобусе?

ТехИнсайдер
Туманное будущее: как фильм-катастрофа «Всемирный потоп» обманывает зрителей Туманное будущее: как фильм-катастрофа «Всемирный потоп» обманывает зрителей

Как история про апокалипсис оказывается тихой метафорой внутренних изменений

Forbes
Чем полезна черемша: 5 свойств Чем полезна черемша: 5 свойств

Черемша — суперфуд, который можно есть не только в маринованном виде

РБК
Открыть в приложении