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

Квантовое превосходство Квантовое превосходство

«Квантовый компьютер – атомная бомба XX века»

ТехИнсайдер
Выкидыш, муж-тиран и страшная болезнь: трагедии «Моей прекрасной няни» Анастасии Заворотнюк Выкидыш, муж-тиран и страшная болезнь: трагедии «Моей прекрасной няни» Анастасии Заворотнюк

В жизни Анастасии Заворотнюк хватало поводов для слез

VOICE
Очень тяжелые носители Очень тяжелые носители

Прототипы будущей сверхтяжелой ракеты Starship продолжают испытания

Популярная механика
Что о вашем здоровье говорит пупок Что о вашем здоровье говорит пупок

Пупок может быть источником инфекций, кист и даже грыж

ТехИнсайдер
Летящие над водой Летящие над водой

Всемирный конкурс лучших решений в области судов на подводных крыльях

ТехИнсайдер
Неудачный дебют: почему «Чистильщик бассейнов» не дотягивает до большого кино Неудачный дебют: почему «Чистильщик бассейнов» не дотягивает до большого кино

Каким получился комедийный детектив о злостных коррупционерах

Forbes
От бумеров до альфа От бумеров до альфа

Теория поколений распространилась в виде мемов и героев. Кто из них вы?

Популярная механика
Малыш и море Малыш и море

Чек-лист и полезные советы, чтобы отпуск с ребенком на море был только в радость

Лиза
Главный экспонат Главный экспонат

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

ТехИнсайдер
Как вернуть себе контроль над эмоциями: 2 простые техники Как вернуть себе контроль над эмоциями: 2 простые техники

Почему важно уметь определять свои эмоции и что помогает ими управлять

Psychologies
Александр Робак Александр Робак

Он стал всего лишь самым узнаваемым актером, а ведь мог стать металлургом

Maxim
Раз, два, ведьма заберет тебя: что смотреть, если вам нравится сериал «Уэнсдэй» Раз, два, ведьма заберет тебя: что смотреть, если вам нравится сериал «Уэнсдэй»

10 мистических сериалов, напоминающих «Уэнсдэй»

Правила жизни
Целого мира мало Целого мира мало

Человечеству грозит дефицит самых простых минеральных ресурсов

Популярная механика
Почему астрология — лженаука: ученый опроверг утверждения о знаках зодиака и их влиянии на судьбу человека Почему астрология — лженаука: ученый опроверг утверждения о знаках зодиака и их влиянии на судьбу человека

Положение небесных тел в момент рождения человека не влияет на его судьбу

ТехИнсайдер
Секреты «Белого лебедя» Секреты «Белого лебедя»

В России возобновлено производство одного из мощнейших бомбардировщиков мира

Популярная механика
Отношения без драм: почему женщинам становится скучно Отношения без драм: почему женщинам становится скучно

Почему же некоторым  кажется, что они не могут обойтись без скандалов?

VOICE
«Мегалополис»: что Фрэнсис Форд Коппола думает о Римской империи и будущем Америки «Мегалополис»: что Фрэнсис Форд Коппола думает о Римской империи и будущем Америки

«Мегалополис»: каким получился новый фильм классика кинематографа

Forbes
«Рынки вернулись к привычному росту» «Рынки вернулись к привычному росту»

Как экономика Рунета адаптировалась к высоким рискам

РБК
5 самых необычных ролей Киану Ривза 5 самых необычных ролей Киану Ривза

Киану Ривз полон сюрпризов в своих ролях!

Maxim
«Малым территориям — большое будущее» «Малым территориям — большое будущее»

Технология развития северных территорий через вовлечение местного сообщества

Позитивные изменения
«Нас называли ночными ведьмами»: мемуары советских летчиц 1940-х «Нас называли ночными ведьмами»: мемуары советских летчиц 1940-х

Отрывок из мемуаров летчиц о том, как вчерашние школьницы учились летать

Forbes
Без вины виноватые: почему учителя становятся объектами травли со стороны подростков Без вины виноватые: почему учителя становятся объектами травли со стороны подростков

С чем связана агрессия у подростков и как правильнее на нее реагировать учителю?

Psychologies
Осторожно, у вас гений. Как помочь ребенку, опережающему в развитии Осторожно, у вас гений. Как помочь ребенку, опережающему в развитии

Как воспитывать ребенка, если он вундеркинд?

СНОБ
От поющих сестер до Spice Girls: как появились и почему исчезли женские группы От поющих сестер до Spice Girls: как появились и почему исчезли женские группы

О чем пели первые женские коллективы, как Spice Girls стали мировой сенсацией

Forbes
5 секретов шоколадного загара 5 секретов шоколадного загара

Советы, которые позволят надолго сохранить цвет загара

Лиза
Бемби против Годзиллы Бемби против Годзиллы

«Олененок»: триумф травмы

Weekend
Нейробиологи получили изображение одного кубического миллиметра мозга с точностью до каждой клетки Нейробиологи получили изображение одного кубического миллиметра мозга с точностью до каждой клетки

Исследователи нанесли на карту 1 кубический миллиметр коры мозга человека

ТехИнсайдер
Роман-катастрофа: 5 лучших книг для знакомства с жанром Роман-катастрофа: 5 лучших книг для знакомства с жанром

Как добавить в будни адреналина, но без лишнего риска: подборка книг

Maxim
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
Как сам Ломоносов оценивал свои научные заслуги: отрывок из книги Как сам Ломоносов оценивал свои научные заслуги: отрывок из книги

Биография Михаила Ломоносова, в которой автор систематизирует все его достижения

СНОБ
Открыть в приложении