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

Цифровая лихорадка Цифровая лихорадка

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

ТехИнсайдер
На пути к единой форме: нас ждет эра импакт-предпринимательства? На пути к единой форме: нас ждет эра импакт-предпринимательства?

Импакт-предпринимательство: лучшие аспекты социальных проектов и бизнеса

Позитивные изменения
Цифровое бессмертие Цифровое бессмертие

Sensorium Galaxy – VR-платформа, которая способна преобразить нашу жизнь

Популярная механика
Археологи описали каменные артефакты из ритуального комплекса эпохи Дзёмон Археологи описали каменные артефакты из ритуального комплекса эпохи Дзёмон

Археологи исследовали каменные артефакты из ритуального комплекса

N+1
Летящие над водой Летящие над водой

Всемирный конкурс лучших решений в области судов на подводных крыльях

ТехИнсайдер
На доверии На доверии

Интуитивное питание — очень простой способ выстроить правильные отношения с едой

Лиза
Квантовое превосходство Квантовое превосходство

«Квантовый компьютер – атомная бомба XX века»

ТехИнсайдер
Гибридный самолет Electra с восемью пропеллерами совершил сверхкороткий взлет и посадку Гибридный самолет Electra с восемью пропеллерами совершил сверхкороткий взлет и посадку

Electra понадобилось 52 метра для взлета и 35 метров для посадки

N+1
Главный экспонат Главный экспонат

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

ТехИнсайдер
«Виды доброты» в Каннах: как Йоргос Лантимос рассказывает о власти и любви «Виды доброты» в Каннах: как Йоргос Лантимос рассказывает о власти и любви

Что представляют из себя три новеллы в фильме Йоргоса Лантимоса «Виды доброты»

Forbes
Турецкий марш Турецкий марш

Военная мощь Турции неожиданно оказалась предметом большого интереса

Популярная механика
Когда пить кофе: 7 вопросов о бодрящем напитке Когда пить кофе: 7 вопросов о бодрящем напитке

Что нужно знать, чтобы пить правильный кофе?

Psychologies
Автомобиль для метавселенной Автомобиль для метавселенной

Первый в мире автомобиль с голографическим AR-остеклением для игр

Популярная механика
Галина и Евгений Киндиновы: «Коля долго не женился. Конечно же, романы у него были, но не с актрисами» Галина и Евгений Киндиновы: «Коля долго не женился. Конечно же, романы у него были, но не с актрисами»

Близкие друзья откровенно о Николае Караченцове

Коллекция. Караван историй
12 способов испортить первое свидание 12 способов испортить первое свидание

Темы, которые нежелательно поднимать на первом свидании

Maxim
Инженеры будущего. Ультразвуковая левитация и системы предсказания погоды Инженеры будущего. Ультразвуковая левитация и системы предсказания погоды

Новые инженерные проекты предпрофессиональной подготовки

Наука и техника
Впервые за пять лет в топ-50 самых высокооплачиваемых спортсменов мира нет женщин Впервые за пять лет в топ-50 самых высокооплачиваемых спортсменов мира нет женщин

Пока в топ самых высокооплачиваемых спортсменов мира не попала ни одна женщина

Forbes
Во имя отца, сына и святого лука: все о непростых отношениях моды и христианства Во имя отца, сына и святого лука: все о непростых отношениях моды и христианства

Вспоминаем самые яркие союзы моды и церкви, заключенные на небесах

Правила жизни
Посмотрите на реконструкцию лица мумии! Она таинственным образом появилась в школе в 1915 году Посмотрите на реконструкцию лица мумии! Она таинственным образом появилась в школе в 1915 году

«В процессе реконструкции есть момент, когда внезапно появляется лицо»

ТехИнсайдер
История Лии Заурбековой: как одна болезненная сепарация за вечер всколыхнула всю Россию История Лии Заурбековой: как одна болезненная сепарация за вечер всколыхнула всю Россию

Почему дети сбегают из родительского дома? Дело Седы Сулеймановой

Psychologies
8 вопросов бизнес-психолога, которые помогут найти свой путь 8 вопросов бизнес-психолога, которые помогут найти свой путь

Как понять, чем вы хотите заниматься и какая должность удовлетворит ваши амбиции

Psychologies
И снова Хон! И снова Хон!

«Нужды путешественника»: смесь французского с рисовой водкой

Weekend
Российский турист побывал в КНДР и рассказал о 5 странностях, которые повергли его в шок Российский турист побывал в КНДР и рассказал о 5 странностях, которые повергли его в шок

Что вас точно удивит в Северной Корее

Maxim
«Кладбище самолетов»: какой у лайнеров срок годности и что с ними происходит, когда они больше не могут летать «Кладбище самолетов»: какой у лайнеров срок годности и что с ними происходит, когда они больше не могут летать

У всего в этом мире есть срок годности, даже у самолетов. Но где их «кладбища»?

ТехИнсайдер
Как IT-специалисты из Северной Кореи обманом устраивались в американские компании Как IT-специалисты из Северной Кореи обманом устраивались в американские компании

Как специалисты из КНДР использовали поддельные личности в США?

Forbes
Что такое маховик и для чего он нужен. Устройство и неисправности Что такое маховик и для чего он нужен. Устройство и неисправности

Все о маховике: что это и для чего нужно в автомобиле

РБК
В отпуск за зубами: москвичи экономят сотни тысяч рублей в стоматологических турах В отпуск за зубами: москвичи экономят сотни тысяч рублей в стоматологических турах

Что такое зубные туры и как они работают

Forbes
Что смотреть в выходные: 6 новых фильмов, которые вы могли пропустить Что смотреть в выходные: 6 новых фильмов, которые вы могли пропустить

Собрали шесть ярких фильмов, которые определенно стоят потраченного времени

Правила жизни
Похитители молодости: 5 вещей в твоем доме, которые тихо приближают старость Похитители молодости: 5 вещей в твоем доме, которые тихо приближают старость

Экзогенные токсины в доме могут оказывать серьезное воздействие на организм

VOICE
«Да здесь даже ванная есть!» Что вы не знали о русском самолете-гиганте «Илья Муромец» «Да здесь даже ванная есть!» Что вы не знали о русском самолете-гиганте «Илья Муромец»

Самолет «Илья Муромец»: парадокс инженерной мысли

ТехИнсайдер
Открыть в приложении