Polijetanje helikoptera na Mars: što donosi budućnost?

Budućnost marsovskog leta otvorena je u ponedjeljak. Bit će to još jedno putovanje otkrića u sljedećem desetljeću ili dva dok fino prilagođavamo inženjering i primjenu marsovskih helikoptera.

Tim u NASA-inom JPL reagira nakon što Ingenuity (na ekranu) u ponedjeljak obavi svoj prvi let na Marsu. (Izvor: NASA video snimak preko Reutersa)

Dok je prva svjetlost sunca treperila kroz oblake prohladnog proljetnog jutra u Washingtonu, mali helikopter je poletio na hladan i pust planet udaljen gotovo 300 milijuna km. Vijesti iz drugog svijeta, tako dalekog, pružile su možda malo veselja daleko od oštre stvarnosti epidemije na Zemlji. U 6:46 ujutro po istočnom standardnom vremenu, podatkovna veza s Marsa pokazala je da je Mars Ingenuity, maleni helikopter, preuzeo svoj prvi let od 40 sekundi gdje se popeo oko 3 metra u zrak.

bilten| Kliknite da biste dobili najbolja objašnjenja dana u svoju pristiglu poštu

Trenutak braće Wright

Prije nekoliko godina posjetio sam Kitty Hawk u Sjevernoj Karolini na putu na obiteljski odmor. Kitty Hawk je neobičan grad na vrhu Outer Banksa. U Kitty Hawku je nekoliko braće, Orville i Wilbur Wright, imalo iznenađujuću želju da pokušaju letjeti onim što će postati prvi avion na Zemlji. Ako se vratite stotinu godina unatrag, u to vrijeme, a kamoli letenje, automobili nisu bili u modi. Godine 1903. sastavljen je prvi Fordov automobil: otprilike u vrijeme kada su braća Wright pokušavala letjeti prvim avionom. Stoga je zanimljivo da su ljudi željeli letjeti u vrijeme kada su automobili bili rijetkost. Primarni način prijevoza bili su konji i konjske zaprege: postojao je otpor, u to vrijeme, prelasku na kočiju bez konja ili automobil. Kao i Ingenuity, prvi let braće Wright s pogonom bio je kratak (oko 12 sekundi). Kao i Ingenuity, nitko u to vrijeme (o uspješnom letu) nije znao hoće li i hoće li let promijeniti znanost i tehnologiju ili neće imati utjecaja na tijek povijesti. Za braću Wright, naravno, znamo da je let promijenio ljudsku civilizaciju. Za Mars Ingenuity, naravno, ne znamo što će se dogoditi u budućnosti: u svakom slučaju, možda ćemo znati za pola stoljeća.

Dr Amitabha Ghosh je NASA-in planetarni znanstvenik sa sjedištem u Washingtonu DC. Radio je za više NASA-inih misija na Mars, počevši od misije Mars Pathfinder 1997. Služio je kao predsjedavajući Radne skupine za znanstvene operacije za misiju Mars Exploration Rover, a bio je zadužen za vođenje taktičkih operacija rovera na Marsu više od 10 godina. Pomogao je analizirati prvu stijenu na Marsu, koja je slučajno bila prva analizirana stijena s drugog planeta.

Misija helikoptera na Marsu

Brzo naprijed stotinu godina: Želja za isprobavanjem ambicioznog eksperimenta, koji graniči između ludih i ambicioznih, jer je atmosfera na Marsu tako tanka, došla je iz Laboratorija za mlazni pogon. Nekako, ovaj eksperiment nije u skladu sa širokim ciljevima Perseverance Rovera koji je bio zadužen za znanstvene ciljeve od traženja dokaza života do proizvodnje kisika na Marsu. No, dužnosnici u sjedištu NASA-e zauzeli su dug pogled i potpisali ovu ambicioznu tehnologiju: s vrlo važnim razmatranjem da bi demonstracija tehnologije mogla propasti.

Inženjerski izazov: Inženjerski je izazov letjeti na Marsu: gustoća atmosfere je 1% u usporedbi s atmosferom na Zemlji. Kako bi održali let, lopatice helikoptera moraju se rotirati pri 2400 okretaja u minuti (Rotations Per Minute) ili oko 8 puta brže od putničkog helikoptera koji leti na Zemlji. Da helikopter leti nekoliko metara od tla na Marsu, jednako je da helikopter leti 2-3 puta više od Mt Everesta. Da bismo pružili kontekst, zrakoplovi poput Boeinga 747 lete na 30.000 stopa ili otprilike, na visini Everesta. Najbolji borbeni avioni poput SR-71 američkog ratnog zrakoplovstva mogli su letjeti čak tri puta više od Mt. Everesta.

Drugi izazov je projektirati plovilo koje će imati vlastite energetske, komunikacijske i mehaničke podsustave s tako malom masovnom raspodjelom proračuna. Ne samo da je ova letjelica morala pratiti ovaj visoki broj okretaja i ovisiti o solarnim panelima za napajanje, Ingenuity je također morala preživjeti vrlo hladnu marsovsku noć koja može biti brutalna na baterije i računalo na brodu.

Na ovoj slici iz NASA-e, NASA-in eksperimentalni Marsov helikopter Ingenuity lebdi iznad površine Marsa u ponedjeljak, 19. travnja 2021. Mali helikopter od 4 kilograma u ponedjeljak se podigao s prašnjave crvene površine u razrijeđeni marsovski zrak, postigavši ​​prvi motorni, kontrolirani let na drugom planetu. (NASA preko AP-a)

Gledajući naprijed

Za Zemlju nitko nije znao hoće li se zrakoplovstvo raširiti i postati sastavni dio ljudskog života. Prvi žanr komercijalnih zrakoplovnih tvrtki nije imao mnogo uspjeha 1920-ih, u poticanju ljudi da lete. Nije bilo infrastrukture niti potražnje da se letenje pretvori u posao masovnog tržišta. Zrakoplovstvo kao industrija nije bilo za one slabog srca. Neki poznati industrijalci poput Henryja Forda ušli su u sektor, opekli se i slavno izašli iz njega, nakon što nisu uspjeli ostvariti pozitivno poslovanje. Drugi poput indijskog JRD Tata preživjeli su teške porođajne muke komercijalnog zrakoplovstva i nastavili voditi uspješnu zračnu tvrtku.

Postoje dva načina na koja Ingenuity može ili ne mora promijeniti povijest marsovskog zrakoplovstva. Prvo, ovo bi moglo dovesti do više misija za testiranje granica marsovskog leta i održivosti korištenja Marsovih helikoptera za potrebe misije. Nakon Ingenuitya, potrebno je još nekoliko helikopterskih misija kako bi se dodatno testirala druga inženjerska pitanja: najvažnije koliko daleko može letjeti marsovski helikopter, koliko visoko može letjeti i koja je maksimalna težina koju može nositi? Ako su te udaljenosti doista značajne, može li se helikopter koristiti za prijevoz ljudi ili tereta na Marsu? Dovoljno smo daleko od te točke na kojoj ćemo imati odgovore, ali ovo su neka od pitanja koja ćemo vjerojatno razmotriti dok istražujemo inženjerske granice leta na Marsu.

Drugo, što mali helikopter poput Ingenuitya može učiniti za podršku misiji rovera? Marsovski roveri mogu prijeći ograničenu udaljenost svaki sol. Jedan od razloga za to je što postoje ograničene informacije o predloženoj ruti rovera. Slike visoke razlučivosti iz orbite podržavaju vožnju na Marsu, ali slike iz helikoptera mogu biti puno veće rezolucije i mogu se postići brzo. Slike iz orbite imaju puno dulje vrijeme obrade. Stoga bi helikopter trebao moći pružiti bolje slike opasnosti duž rute rovera: a to može pomoći u planiranju dulje vožnje. Drugo, postoje dijelovi krajolika do kojih roveri ne mogu doći: možda nazubljena stijena ili strmo brdo ili depresija. Vjerojatno bi se helikopter mogao koristiti za slijetanje, obavljanje brzog znanstvenog izviđanja, pa čak i donošenje uzorka stijene za rover na analizu.

Poanta

Budućnost marsovskog leta otvorena je u ponedjeljak. Bit će to još jedno putovanje otkrića u sljedećem desetljeću ili dva dok fino prilagođavamo inženjering i primjenu marsovskih helikoptera.

Podijelite Sa Svojim Prijateljima: