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

Созвездие рекламы Созвездие рекламы

Почему разработчики ионных двигателей занялись проектом космической рекламы

Популярная механика
Девушка созрела? Каким получился третий альбом Билли Айлиш Девушка созрела? Каким получился третий альбом Билли Айлиш

Каким вышел новый альбом и чем можно объяснить популярность Билли Айлиш?

Psychologies
Криптобудущее Криптобудущее

Жизненный цикл цивилизаций и наступающая эпоха свободы

Популярная механика
Как выбирали наложниц для турецких гаремов: правдивая история девушки из кавказской деревни Как выбирали наложниц для турецких гаремов: правдивая история девушки из кавказской деревни

Девушка сталкивается со своей судьбой: богатый турок-осман покупает ее

VOICE
Главный экспонат Главный экспонат

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

ТехИнсайдер
Дети Солнца Дети Солнца

Что посадить на открытом месте садового участка, а что – в тени

Лиза
Квантовое превосходство Квантовое превосходство

«Квантовый компьютер – атомная бомба XX века»

ТехИнсайдер
Чем мы заняты в тени: как специалисты совершают карьерные переходы внутри компаний Чем мы заняты в тени: как специалисты совершают карьерные переходы внутри компаний

Принципы и правила горизонтального карьерного развития

Forbes
Летящие над водой Летящие над водой

Всемирный конкурс лучших решений в области судов на подводных крыльях

ТехИнсайдер
Дубовые веточки вместо щеток и смола вместо паст: чем чистили зубы наши предки Дубовые веточки вместо щеток и смола вместо паст: чем чистили зубы наши предки

Благодаря кому и как человечество смогло получить электрические щетки?

Psychologies
Сергей Капица как искусственный интеллект Сергей Капица как искусственный интеллект

В чем опасность цифрового двойника человека

Наука
Все о бронеавтомобиле «Тигр»: история создания и характеристики Все о бронеавтомобиле «Тигр»: история создания и характеристики

Что представляет бронеавтомобиль «Тигр»

РБК
«Глаза» для беспилотников «Глаза» для беспилотников

Автомобили с круглой нашлепкой на крыше сегодня на дорогах уже не редкость

Популярная механика
Короткие встречи Короткие встречи

Как открыть мир для тех, кто заперт

Новый очаг
Жесткое небо «Спектра-РГ» Жесткое небо «Спектра-РГ»

Уникальная спутниковая платформа составляет детальную карту вселенной

Популярная механика
«Ведая пространство земель нашей империи…» «Ведая пространство земель нашей империи…»

Как Екатерина Великая решала проблемы демографии и освоения пустынных территорий

Знание – сила
Незабытое поколение Незабытое поколение

В чем смысл и выгода в поддержке старого софта и устройств

РБК
Синдром Дон Жуана: какая детская травма скрыта за образом мачо Синдром Дон Жуана: какая детская травма скрыта за образом мачо

Что такое синдром Дон Жуана, как с ним живут мужчины?

Psychologies
Принесенные ветром Принесенные ветром

Как Александр Волков перенес американскую волшебную страну на советскую почву

Weekend
5 фактов о деле Люси Летби — медсестре, убившей как минимум семерых младенцев 5 фактов о деле Люси Летби — медсестре, убившей как минимум семерых младенцев

Зачем медсестра пошла на такое ужасное преступление?

Psychologies
10 способов справиться со стрессом: только наука! 10 способов справиться со стрессом: только наука!

Научно обоснованные методы помогут вам защитить свое тело и мозг от стресса

ТехИнсайдер
От моря до облака От моря до облака

Как работают подводные кабели и чем грозит их повреждение

РБК
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
Станислав Житарев: «Это была самая настоящая дружба длиною в 45 лет» Станислав Житарев: «Это была самая настоящая дружба длиною в 45 лет»

Коля действительно был добрым и открытым человеком

Коллекция. Караван историй
Вячеслав Дубынин: «Важно помнить, что кроме цифрового мира есть мир реальный» Вячеслав Дубынин: «Важно помнить, что кроме цифрового мира есть мир реальный»

Как человеческий мозг адаптируется к цифровой реальности

РБК
5 отличных книг в жанре эпического фэнтези, о которых вы, скорее всего, не слышали 5 отличных книг в жанре эпического фэнтези, о которых вы, скорее всего, не слышали

На что обратить внимание поклонникам творчества Джона Толкина и Тэда Уильямса?

Maxim
Боль во время менструации — это не норма: что важно знать об эндометриозе Боль во время менструации — это не норма: что важно знать об эндометриозе

Как распознать эндометриоз, как его диагностируют и можно ли его вылечить

Forbes
Секрет молодости и худобы китайцев: удивительные преимущества употребления теплой воды Секрет молодости и худобы китайцев: удивительные преимущества употребления теплой воды

В чем польза горячей и теплой воды?

ТехИнсайдер
«Сейчас я буду изменять Джиму Керри». Актриса Даша Верещагина о «Сто лет тому вперед», «Красной Фурии», любимых фильмах и буллинге «Сейчас я буду изменять Джиму Керри». Актриса Даша Верещагина о «Сто лет тому вперед», «Красной Фурии», любимых фильмах и буллинге

Актрис Даша Верещагина о фильме «Сто лет тому вперед»

СНОБ
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
Открыть в приложении