Якщо це спрацює, маленький вертоліт під назвою Ingenuity, відкриє шлях для майбутніх дослідників-роботів, щоб побачити з висоти пташиного польоту Марс і інші світи в Сонячній системі, йдеться в статті The New York Times.
«Це дуже схоже на перший політ братів Райт, але на іншій планеті», — сказала Мімі Аунг, керівник проекту марсіанського вертольота в Лабораторії реактивного руху NASA протягом останніх шести років.
Вертоліт Ingenuity відправиться на червону планету з місією Perseverance (Наполегливість), яка стане п’ятим роботом-марсоходом, відправленим туди NASA. Запуск місії запланований на 20 липня.
Ingenuity — це, по суті, демонстрація нової технології, яка може більш широко використовуватися в наступних місіях. Тіло Ingenuity розміром з грейпфрут з чотирма тонкими ногами. Два набору лопатей, кожна трохи більше метра завдовжки обертаються в протилежних напрямках. Він важить менше двох кілограмів.
Передплатіть NV Преміум та читайте без обмежень
Нам необхідна ваша підтримка, щоб займатися якісною журналістикою
На прес-конференції, яка була присвячена місії Perseverance, Джим Бріденстайн, адміністратор NASA, підкреслив важливість Ingenuity.
«Я скажу вам, то, що мене найбільше радує як адміністратора NASA, це готовність спостерігати за польотом вертольота в інший світ», — сказав він.
До 1997 року всі космічні кораблі, відправлені на поверхню Марса, були стаціонарними кораблями. Але в 1997 році місія Pathfinder включала щось революційне для NASA: робот на колесах. Цей марсохід, Sojourner, був розміром з невелику шафу для зберігання документів. За цим успіхом пішли два ровера розміром з гольф-кари, Spirit і Opportunity, які прибули на Марс в 2004 році, а потім Curiosity, розміром з автомобіль, в 2012 році.
Для дослідника-робота на іншій планеті здатність пересуватися дає великі переваги. Ровер може проїхати по ландшафту, зупиняючись для більш пильного погляду на камені. Ця свобода була ключем до досягнення нинішнього розуміння раннього Марса, до розуміння того, що планета, тепер холодна і суха, колись була вологою і володіла принаймні деякими середовищами, потенційно придатними для життя.
Боб Баларам, головний творець гелікоптера, почав працювати з деякими колегами над цією ідеєю ще в 1990-х роках.
«Це нікуди не поділося. Ми провели кілька невеликих випробувань, але потім це все лежало на далекій полиці, поки ми не повернулися до ідеї приблизно шість, сім років тому», — сказав доктор Баларам.
За словами вчених, близько 20 років тому створення такого вертольота було неможливим, по суті, через математику. Але низка досягнень, таких як мініатюризація електроніки, нові акумулятори та матеріали нарешті перетворили мрію про літальні апарати Марса на технологічну можливість.
До кінця 2014 року інженери збудували невеликий прототип. Маленький вертоліт був поміщений в камеру, з якої висмоктують велику частину повітря, повторюючи щільність марсіанської атмосфери. Оскільки вони ще не написали програмне забезпечення, щоб вертоліт сам літав, член команди намагався керувати його рухом за допомогою джойстика, як звичайним любительським дроном. Коли лопаті закрутилися, вертоліт піднявся і відразу ж вийшов з-під контролю.
«Це дозволило сказати, що ми дійсно можемо відірватися від землі. Таким чином, це був успіх. Але також було ясно, що тут має бути набагато більше роботи, щоб зрозуміти, як поводиться ця штука», — сказав Хавард Грип, інженер, який керував роботою з аеродинаміки і досягнення керованого польоту.
Однією з проблем було те, що лопаті підстрибували вгору і вниз, коли вони оберталися зі швидкістю від 2000 до 3000 обертів на хвилину. На Землі тиск повітря, який штовхає лопаті, зводить до мінімуму таке підстрибування. Але в тонкій марсіанській атмосфері підстрибування створювало нестабільність, яка ускладнювала управління рухом вертольота. Рішенням виявилося зробити лопаті трохи жорсткіше, але це додало вагу.
У травні 2016 року наступний прототип був готовий. У тій же камері, що імітує прозору марсіанську атмосферу, вертоліт піднявся, потім завис і м’яко приземлився. Вперше дослідний зразок вертольота знаходився під контролем в умовах, що імітують марсіанську атмосферу, хоча він все ще був підключений до зовнішнього джерела живлення і комп’ютера.
Повна конструкція з батареями, процесором Qualcomm Snapdragon, системами зв’язку і датчиками, була готова в січні 2018 року. Через півроку NASA дало згоду на додавання вертольота в наступну місію NASA на марсоході Perseverance.
У найпершому польоті на іншій планеті вертоліт злетить на метр-півтора від марсіанського грунту, зависаючи в повітрі близько 20−30 секунд, і приземлиться. Після цього команда зробить додаткові експериментальні польоти зі збільшенням відстані і висоти. Вертоліт може летіти до 90 секунд на відстань майже 300 метрів за один раз. Це чималий стрибок у порівнянні з першим 12-секундним польотом літака братів Райт, відзначили в NASA.
За 30 днів вертоліт виконає до п’яти рейсів. Велику частину часу фахівці на Землі будуть сидіти і чекати, поки Сонце зарядить батареї. Як тільки польоти будуть завершені, Ingenuity залишиться на своїй останній посадочній площадці, і Perseverance рушить в путь на решту своєї місії.
Керівник проекту Мімі Аунг сказала, що технологія може бути адаптована для більших апаратів, вагою до 14 кг. Такі вертольоти можуть бути досить великими, щоб нести великі камери і інші інструменти.
У NASA вже є плани відправити Dragonfly, вертоліт з ядерною установкою на Титан, супутник Сатурна. Але у Титана щільна атмосфера, тому політ туди не створює тих же технологічних проблем, що і Марс.
Додамо, агентство NASA розглядає можливість відправити роботизовану місію під назвою Trident на Тритон — найбільший супутник газового гіганта Нептуна. Астрономи розраховують, що вивчення Тритона дозволить краще зрозуміти, як розвивалися планети і їх супутники в Сонячній системі.
Місія Trident повинна буде досліджувати магнітне поле, щоб визначити присутність океану, відобразити всю поверхню і використовувати камеру для вимірювання активності шлейфів гейзерів на цьому супутнику.
До літа 2021 року буде вибрано до двох концептуальних досліджень, запуск яких поки заплановано на жовтень 2025 року.
Тритон може бути особливо корисний для вчених через дуже незвичайну поведінку. Він обертається в напрямку, протилежному напрямку Нептуна. Його іоносфера в 10 разів активніше, ніж у будь-якого іншого супутника в нашій Сонячній системі. Його поверхня постійно оновлюється, і неясно, що рухає хмарами і шлейфами.