NASA wykorzystuje dwa światy do testowania przyszłych projektów śmigłowców marsjańskich
Inżynierowie udadzą się poza krańce Ziemi, aby znaleźć lepsze osiągi dla przyszłych helikopterów marsjańskich. Po raz pierwszy w historii dwie planety stały się domem dla testowania przyszłych projektów samolotów. Na naszej planecie, nowy wirnik, który mógłby być używany w helikopterach marsjańskich nowej generacji, został niedawno przetestowany w Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA w Południowej Kalifornii, obracając się z prędkością bliską naddźwiękowej (0,95 Macha). W międzyczasie marsjański helikopter Ingenuity osiągnął nowe rekordy wysokości i prędkości na Czerwonej Planecie w ramach eksperymentalnych testów lotniczych. "Nasze testy śmigłowców marsjańskich nowej generacji dosłownie miały to, co najlepsze z obu światów" - powiedział Teddy Tzanetos, kierownik projektu Ingenuity i kierownik ds. śmigłowców do odzyskiwania próbek z Marsa. "Tutaj, na Ziemi, masz do dyspozycji wszystkie instrumenty i praktyczną bezpośredniość, na jaką możesz liczyć podczas testowania nowych komponentów samolotu. Na Marsie panują prawdziwe warunki pozaziemskie, których nigdy nie udałoby się odtworzyć na Ziemi". Obejmuje to cienką jak szept atmosferę i znacznie mniejszą grawitację niż na Ziemi. Testowane na Ziemi łopaty wirnika z włókna węglowego nowej generacji są o prawie 4 cale (ponad 10 centymetrów) dłuższe niż łopaty Ingenuity, mają większą wytrzymałość i inną konstrukcję. NASA uważa, że łopaty te mogą umożliwić budowę większych i bardziej wydajnych helikopterów marsjańskich. Wyzwanie polega na tym, że gdy końcówki łopat zbliżają się do prędkości naddźwiękowych, powodujące wibracje turbulencje mogą szybko wymknąć się spod kontroli. Aby znaleźć wystarczająco dużą przestrzeń do stworzenia marsjańskiej atmosfery na Ziemi, inżynierowie zwrócili się do symulatora kosmicznego JPL o szerokości 25 stóp i wysokości 85 stóp (8 metrów na 26 metrów) - miejsca, w którym Surveyor, Voyager i Cassini po raz pierwszy zasmakowały środowisk kosmicznych. Przez trzy tygodnie we wrześniu zespół monitorował czujniki, mierniki i kamery, podczas gdy łopaty wytrzymywały bieg za biegiem przy coraz wyższych prędkościach i większych kątach nachylenia. "Obróciliśmy nasze łopatki do 3500 obrotów na minutę, czyli o 750 obrotów na minutę szybciej niż łopatki Ingenuity" - powiedział Tyler Del Sesto, zastępca dyrygenta testowego Sample Recovery Helicopter w JPL. "Te bardziej wydajne łopaty są teraz czymś więcej niż hipotetycznym ćwiczeniem. Są gotowe do lotu". Mniej więcej w tym samym czasie, w odległości około 100 milionów mil (161 milionów kilometrów), Ingenuity otrzymał polecenie wypróbowania rzeczy, których zespół Mars Helicopter nigdy sobie nie wyobrażał. Ingenuity pierwotnie miał latać nie więcej niż pięć razy. Wraz z pierwszym lotem wpisanym do dziennika misji ponad dwa i pół roku temu, śmigłowiec przekroczył planowaną 30-dniową misję o 32 razy i latał 66 razy. Za każdym razem, gdy Ingenuity wzbija się w powietrze, obejmuje nowy teren, oferując perspektywę, której nie mogła osiągnąć żadna wcześniejsza misja planetarna. Ale ostatnio, Team Ingenuity jak nigdy dotąd zabiera swój napędzany energią słoneczną wiropłat na przejażdżkę. "W ciągu ostatnich dziewięciu miesięcy podwoiliśmy naszą maksymalną prędkość i wysokość, zwiększyliśmy nasze przyspieszenie pionowe i poziome, a nawet nauczyliśmy się wolniej lądować" - powiedział Travis Brown, główny inżynier Ingenuity w JPL. "Rozszerzenie obwiedni dostarcza bezcennych danych, które mogą być wykorzystane przez projektantów misji dla przyszłych helikopterów marsjańskich". Ograniczone dostępną energią i temperaturą silnika, loty Ingenuity trwają zwykle około dwóch do trzech minut. Chociaż helikopter może pokonać więcej terenu podczas jednego lotu, lecąc szybciej, zbyt szybki lot może zmylić pokładowy system nawigacji. System wykorzystuje kamerę, która rozpoznaje skały i inne elementy powierzchni, gdy poruszają się one w polu widzenia. Jeśli elementy te pojawią się zbyt szybko, system może zgubić drogę. Tak więc, aby osiągnąć wyższą maksymalną prędkość naziemną, zespół wysyła polecenia dla Ingenuity, aby latał na wyższych wysokościach (instrukcje są wysyłane do helikoptera przed każdym lotem), co pozwala dłużej zachować widoczność obiektów. Lot 61 ustanowił nowy rekord wysokości 78,7 stopy (24 metry), sprawdzając marsjańskie wzorce wiatru. Podczas lotu 62 Ingenuity ustanowił rekord prędkości 22,3 mph (10 metrów na sekundę) - i zbadał lokalizację dla zespołu naukowego łazika Perseverance. Zespół eksperymentował również z prędkością lądowania Ingenuity. Śmigłowiec został zaprojektowany tak, aby zetknął się z powierzchnią ze stosunkowo dużą prędkością 2,2 mph (1 mps), aby jego czujniki pokładowe mogły łatwo potwierdzić przyziemienie i wyłączyć wirniki, zanim odbije się z powrotem w powietrze. Śmigłowiec, który ląduje wolniej, może mieć lżejsze podwozie. Tak więc podczas lotów 57, 58 i 59 dali temu wyraz, demonstrując, że Ingenuity może lądować z prędkością o 25% wolniejszą niż ta, do której helikopter został pierwotnie zaprojektowany. To jeszcze nie koniec marsjańskiego Chucka Yeagera. W grudniu, po koniunkcji słonecznej, Ingenuity ma wykonać dwa szybkie loty, podczas których wykona specjalny zestaw kątów nachylenia i obrotu, zaprojektowany w celu pomiaru jego wydajności. "Dane te będą niezwykle przydatne w dopracowaniu naszych modeli aeromechanicznych dotyczących zachowania się wiropłatów na Marsie" - powiedział Brown. "Na Ziemi takie testy są zwykle przeprowadzane podczas kilku pierwszych lotów. Ale to nie jest miejsce, w którym latamy. Trzeba być nieco bardziej ostrożnym, gdy operuje się tak daleko od najbliższego warsztatu naprawczego, ponieważ nie ma żadnych możliwości naprawy". Ingenuity rozpoczął swoje życie na Marsie jako demonstracja technologii. Po raz pierwszy poleciał 19 kwietnia 2021 roku, unosząc się na wysokości 10 stóp (3 metrów) przez 30 sekund. Cztery kolejne loty w ciągu zaledwie kilku tygodni trwały 499 sekund, a helikopter leciał poziomo nad powierzchnią przez 1171 stóp (357 metrów). Po udowodnieniu, że lot jest możliwy na Marsie, Ingenuity wszedł w fazę demonstracji operacji w maju 2021 r., aby pokazać, w jaki sposób zwiad lotniczy może przynieść korzyści przyszłej eksploracji Marsa i innych światów. Śmigłowiec Ingenuity Mars Helicopter został zbudowany przez JPL, który również zarządza projektem dla centrali NASA. Jest on wspierany przez Dyrekcję Misji Naukowych NASA. Należące do NASA Ames Research Center w Dolinie Krzemowej w Kalifornii oraz NASA Langley Research Center w Hampton w Wirginii zapewniły znaczącą analizę osiągów lotu i pomoc techniczną podczas rozwoju Ingenuity. AeroVironment Inc., Qualcomm i SolAero również zapewniły pomoc projektową i główne komponenty pojazdu. Lockheed Space zaprojektował i wyprodukował Mars Helicopter Delivery System. W siedzibie głównej NASA Dave Lavery jest kierownikiem programu dla śmigłowca Ingenuity Mars Helicopter. Kontakt dla mediów DC AgleJet Propulsion Laboratory, Pasadena, [email protected] Alana Johnson/ Karen Fox Siedziba główna NASA, Waszyngton202-358-1501 / [email protected] / [email protected] 2023-173
Dziękujemy, że przeczytałaś/eś artykuł! Obserwuj nas w Wiadomościach Google.
