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

Цифровое бессмертие Цифровое бессмертие

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

Популярная механика
Вдова и самозванка: как две королевы соперничали за английский престол Вдова и самозванка: как две королевы соперничали за английский престол

Глава из книги «Без права на престол» — как расцвели и погибли пять династий

Forbes
Семь подземных королей Семь подземных королей

Удивительные машины, которые можно встретить только под землей

ТехИнсайдер
Принесенные ветром Принесенные ветром

Как Александр Волков перенес американскую волшебную страну на советскую почву

Weekend
Главный экспонат Главный экспонат

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

ТехИнсайдер
Что такое хорошо. Как жить подросткам в мире, где нет опоры Что такое хорошо. Как жить подросткам в мире, где нет опоры

На что могут опереться современные подростки

СНОБ
Летящие над водой Летящие над водой

Всемирный конкурс лучших решений в области судов на подводных крыльях

ТехИнсайдер
Истории, стоящие за портретами. Кем были музы и натурщицы Бориса Кустодиева Истории, стоящие за портретами. Кем были музы и натурщицы Бориса Кустодиева

Глава из книги «Картинные девушки» — о музах и художниках

СНОБ
Квантовое превосходство Квантовое превосходство

«Квантовый компьютер – атомная бомба XX века»

ТехИнсайдер
Бешеные скорости, безумные деньги и крутые копы: все, что вы хотели знать о немецких автобанах Бешеные скорости, безумные деньги и крутые копы: все, что вы хотели знать о немецких автобанах

Немецкие автобаны: может быть, не все правда, что о них толкуют?

ТехИнсайдер
Хроники угнанного бомбардировщика Хроники угнанного бомбардировщика

Михаил Девятаев угнал немецкий бомбардировщик и вывез на нем узников концлагеря

Maxim
Сверхдоход или любовь к жирафам: семь ошибок при запуске своего бизнеса в Африке Сверхдоход или любовь к жирафам: семь ошибок при запуске своего бизнеса в Африке

Самые распространенные ошибки начинающих свой африканский путь предпринимателей

Forbes
Симулятор войны Симулятор войны

Современные дети не играют в войну, зато в нее играют их родители

Популярная механика
Почему некоторые кабриолеты называют спайдерами и при чем тут пауки Почему некоторые кабриолеты называют спайдерами и при чем тут пауки

Слово Spider кажется совершенно неуместным, когда речь заходит об автомобилях

Maxim
Карина-вирус! Карина-вирус!

В это тревожное время героиней обложки стала главная медсестра страны

Maxim
Битва за Берлин: квинтэссенция опыта советской армии Битва за Берлин: квинтэссенция опыта советской армии

Как проходила финальная битва Великой Отечественной войны

Монокль
Ольга Пескова: «Человечеству не нужно бояться альтернативной реальности» Ольга Пескова: «Человечеству не нужно бояться альтернативной реальности»

Как не раствориться в цифровом мире и сохранить свою человеческую идентичность?

РБК
Вселенная Майнкрафта Вселенная Майнкрафта

В кубическом мире строят, копают и выживают более 130 миллионов игроков

Вокруг света
Максим Севриновский: «Я сомневаюсь до конца» Максим Севриновский: «Я сомневаюсь до конца»

Исполнитель главных ролей о том, из чего состоит актерская профессия

Монокль
Мария Аниканова: «Сергей Соловьев написал за меня сочинение, когда я призналась, что никогда в жизни его не напишу» Мария Аниканова: «Сергей Соловьев написал за меня сочинение, когда я призналась, что никогда в жизни его не напишу»

«У Соловьева на площадке царила особая атмосфера, которая просто обволакивала»

Караван историй
Протектор шин: что это и как определить допустимый остаток, требования Протектор шин: что это и как определить допустимый остаток, требования

Все о глубине протектора шин: сколько считать нормой, какие допуски в ПДД

РБК
«Их глаза видели бога»: лучшая история любви всех времен по мнению Опры Уинфри «Их глаза видели бога»: лучшая история любви всех времен по мнению Опры Уинфри

Отрывок из романа Зоры Нил Херстон «Их глаза видели бога»

Forbes
Солнце в бокале Солнце в бокале

Лучшим выбором для романтического ужина будут игристые и красные вина

Лиза
Не болей! Не болей!

5 признаков того, что твоя собака нездорова

Лиза
Египетская сила Египетская сила

Как британцы пустили 180 тысяч кошачьих мумий на удобрение

N+1
Запах белых ночей. Кем был создатель духов Chanel №5 Эрнест Бо Запах белых ночей. Кем был создатель духов Chanel №5 Эрнест Бо

Каким человеком был парфюмер Эрнест Бо?

СНОБ
Резервная копия человечества на Красной планете: узнали у экспертов, когда ждать первых марсианских колоний Резервная копия человечества на Красной планете: узнали у экспертов, когда ждать первых марсианских колоний

5 вопросов о колонизации Марса писателю-фантасту и популяризатору науки

ТехИнсайдер
Каким был один из предков позвоночных. Отрывок из книги палеонтолога Каким был один из предков позвоночных. Отрывок из книги палеонтолога

Глава из книги «Как живые» об исчезнувших живых организмах

СНОБ
Оксана Даровская: «Москва. Квартирная симфония». Коммунальный быт столицы Оксана Даровская: «Москва. Квартирная симфония». Коммунальный быт столицы

О быте и нравах, царящих в московской коммуналке в конца 1980-х

СНОБ
Ключ к гармонии: 4 потребности и как их закрыть Ключ к гармонии: 4 потребности и как их закрыть

Как потребности более высокого уровня влияют на нашу жизнь?

Psychologies
Открыть в приложении