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

Криптобудущее Криптобудущее

Жизненный цикл цивилизаций и наступающая эпоха свободы

Популярная механика
10 вещей, по которым мы скучаем в современных автомобилях 10 вещей, по которым мы скучаем в современных автомобилях

Ностальгируем, вспоминая функции в машинах, которые так и остались в прошлом

Maxim
Ужасная красавица Ужасная красавица

Плотный облачный покров долго скрывал от людей настоящий характер этой планеты

ТехИнсайдер
Ирина Млодик объяснила, как относиться к жизни ребенка в виртуальном мире Ирина Млодик объяснила, как относиться к жизни ребенка в виртуальном мире

Почему не нужно воевать с виртуальным миром детей

Psychologies
Главный экспонат Главный экспонат

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

ТехИнсайдер
От выгорания к гармонии: как построить здоровые отношения с работой От выгорания к гармонии: как построить здоровые отношения с работой

Отрывок из книги «Я больше не хочу всем нравиться»

Inc.
Квантовое превосходство Квантовое превосходство

«Квантовый компьютер – атомная бомба XX века»

ТехИнсайдер
Что такое цукэмэн и как его есть Что такое цукэмэн и как его есть

Как готовят японское блюдо цукэмэн, чем оно похоже на рамен и как его едят

СНОБ
Летящие над водой Летящие над водой

Всемирный конкурс лучших решений в области судов на подводных крыльях

ТехИнсайдер
И ничего серого! И ничего серого!

Jimmy — продуманная, необычная и интересная яхта

Y Magazine
Выживут только блокчейны Выживут только блокчейны

Нужен ли искусству блокчейн? А если нужен, то зачем? Каковы его перспективы?

Популярная механика
Народ и роли Народ и роли

Как советское кино изображало народ

Weekend
Человек и его бактерии Человек и его бактерии

Отвечаем на главные вопросы о кишечной микрофлоре

Популярная механика
Для измерения лунотрясений разработаны лазерные сейсмические датчики Для измерения лунотрясений разработаны лазерные сейсмические датчики

Как распределенное акустическое зондирование позволит измерять лунотрясения

ТехИнсайдер
Бадомедики Бадомедики

Что такое БАДы и что с ними делать?

Maxim
Ты лучший: можно ли завести роман с близким другом? Ты лучший: можно ли завести роман с близким другом?

Стоит ли вступать в отношения с близким другом? Расцениваем все риски

VOICE
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
Выйти из тени: как спортсмены работают над личными брендами Выйти из тени: как спортсмены работают над личными брендами

Как найти себя и стать успешным за пределами арен и тренировочных полей

Forbes
«Мама всегда выбирала благо пациента, а не букву закона»: из книги Нюты Федермессер «Мама всегда выбирала благо пациента, а не букву закона»: из книги Нюты Федермессер

Глава из сборника рассказов Нюты Федермессер «Камера хранения»

Forbes
«Следствие насилия»: 4 шага, чтобы справиться с угодливостью «Следствие насилия»: 4 шага, чтобы справиться с угодливостью

Как перестать угождать всем?

Psychologies
Необратимость: как вернуться к себе, пережив насилие Необратимость: как вернуться к себе, пережив насилие

Что делать, чтобы найти в себе силы жить дальше после пережитого насилия?

Psychologies
Почему мы боимся успеха и как справиться с этим страхом: советы психолога Почему мы боимся успеха и как справиться с этим страхом: советы психолога

Почему нам так страшно сделать решающий шаг к успеху?

Psychologies
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
Эта диета «убивает» вас: 4 типа продуктов, которые ведут к диабету Эта диета «убивает» вас: 4 типа продуктов, которые ведут к диабету

Ученые и врачи уже давно знают, какая диета повышает риски развития диабета

ТехИнсайдер
Новые археологические открытия и альтернативные пути развития человечества Новые археологические открытия и альтернативные пути развития человечества

Ряд археологических открытий, не вписывающихся в привычную со школы картину

Наука и техника
Новое исследование подтверждает, что у Бетховена было отравление свинцом, но умер он не от этого Новое исследование подтверждает, что у Бетховена было отравление свинцом, но умер он не от этого

Ученые показали, концентрация свинца в крови Бетховена не могла его убить

ТехИнсайдер
Город в поисках культурной идентичности Город в поисках культурной идентичности

Улан-Удэ: русская провинциальная архитектура и монгольская героика

Weekend
5 основных теорий человечества о том, что такое сны 5 основных теорий человечества о том, что такое сны

Сны развлекают, пугают и завораживают, но откуда они берутся и для чего?

Psychologies
Вред от чипсов и газировки оказался преувеличенным: новое исследование ученых Вред от чипсов и газировки оказался преувеличенным: новое исследование ученых

Неужели ультрапереработанные продукты безопасны для нашего здоровья?

Psychologies
Как наладить отношения с новыми коллегами и подчиненными: правило трех К Как наладить отношения с новыми коллегами и подчиненными: правило трех К

Как влиться в коллектив, быть в нем эффективным и на хорошем счету?

Psychologies
Открыть в приложении