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

100 самых сексуальных женщин страны: 100-53 100 самых сексуальных женщин страны: 100-53

Итоговый рейтинг «100 самых сексуальных женщин страны – 2019»

Maxim
Как преодолеть трудности в семейных отношениях: разбор четырех частых ситуаций Как преодолеть трудности в семейных отношениях: разбор четырех частых ситуаций

Разбор четырех случаев конфликтов, из которых мы можем извлечь полезные выводы

Psychologies
Квантовое превосходство Квантовое превосходство

«Квантовый компьютер – атомная бомба XX века»

ТехИнсайдер
Чем полезна черемша: 5 свойств Чем полезна черемша: 5 свойств

Черемша — суперфуд, который можно есть не только в маринованном виде

РБК
Ускользающие инопланетяне Ускользающие инопланетяне

Новая шкала инопланетных цивилизаций

Популярная механика
Коллаж всего Коллаж всего

Иван Горшков: большой визуальный взрыв

Weekend
Новая Москва Новая Москва

Мы давно хотели поговорить с главным архитектором столицы Сергеем Кузнецовым

ТехИнсайдер
«Компании снижают градус серьезности» «Компании снижают градус серьезности»

Как перекус новостями и жажда новых зрелищ меняют тренды в индустрии контента

РБК
Как заполучить красивый и ровный загар: 5 золотых секретов от косметолога Как заполучить красивый и ровный загар: 5 золотых секретов от косметолога

Как подготовить кожу к солнечным ваннам, чтобы получить ровный загар?

VOICE
Что такое ИБП. Для чего они нужны и как работают Что такое ИБП. Для чего они нужны и как работают

Что такое источник бесперебойного питания, для чего он нужен и как его выбрать

Цифровой океан
Как летать с комфортом и без стресса: 8 советов стюардессы Как летать с комфортом и без стресса: 8 советов стюардессы

Как же сделать путь из точки А в точку B на самолете немного приятней?

Psychologies
Гений места Гений места

Настоящие фанаты своих городов, которые открывают их заново

Новый очаг
Глубокоуважаемый вагоноуважатый Глубокоуважаемый вагоноуважатый

По уже Петербургу ездит больше двухсот трамваев, в которых за дорогой следит ИИ

Цифровой океан
Как вы можете бороться с климатическим кризисом? Узнайте простые советы эксперта! Как вы можете бороться с климатическим кризисом? Узнайте простые советы эксперта!

Может ли простой человек повлиять на глобальное потепление?

ТехИнсайдер
Слоны поприветствовали друг друга жестами и голосом Слоны поприветствовали друг друга жестами и голосом

Поведение слонов включает в себя совокупность вокализаций, движений и жестов

N+1
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
«Когда у тебя много детей, остается сильно меньше времени, чтобы думать о смерти». Интервью с режиссером Николаем Хомерики «Когда у тебя много детей, остается сильно меньше времени, чтобы думать о смерти». Интервью с режиссером Николаем Хомерики

Режиссер Николай Хомерики о сериале «Чистые», Петербурге, кино и смерти

СНОБ
Евгений Сидихин: «Мне захотелось самому лететь...» Евгений Сидихин: «Мне захотелось самому лететь...»

Часто думаю, что то, чем я занимаюсь, не моя профессия

Коллекция. Караван историй
Первая эмоциональная помощь при ссорах: 4 шага Первая эмоциональная помощь при ссорах: 4 шага

Что вы делаете, когда собеседник обрушивает на вас свой гнев?

Psychologies
Разговор на равных. О фильме «Монтессори: Воспитание любовью» Разговор на равных. О фильме «Монтессори: Воспитание любовью»

«Монтессори: Воспитание любовью», вдумчивое кино о людях с особыми потребностями

СНОБ
Будьте аккуратнее! Эксперты: дисбаланс двух жиров омега-3 влияет на риск ранней смерти Будьте аккуратнее! Эксперты: дисбаланс двух жиров омега-3 влияет на риск ранней смерти

Почему особенно омега-3 жиры стоит добавить в рацион питания

ТехИнсайдер
Народ и роли Народ и роли

Как советское кино изображало народ

Weekend
Барон умер, да здравствует барон! Барон умер, да здравствует барон!

Чем известен современный британский клан Ротшильдов

Деньги
«Эфко» заменит сахар сладким белком «Эфко» заменит сахар сладким белком

«Эфко» планирует производить сладкий белок, который дешевле и слаще сахара

Монокль
«Претенденты»: спортивная драма с Зендеей о поединке на теннисном корте и в любви «Претенденты»: спортивная драма с Зендеей о поединке на теннисном корте и в любви

«Претенденты»: чего не хватило этой истории о любовном треугольнике на корте

Forbes
Все дорожки ведут в Рим. Каким получился «Мегалополис» Фрэнсиса Форда Копполы? Все дорожки ведут в Рим. Каким получился «Мегалополис» Фрэнсиса Форда Копполы?

«Мегалополис» — многострадальный фильм, идею которого режиссер вынашивал с 1977

Правила жизни
Защити свою энергию Защити свою энергию

Как распознать энергетических вампиров среди своего окружения

Лиза
До сотворения мира: Пять историй Ипполита Маркелова До сотворения мира: Пять историй Ипполита Маркелова

Способна ли наука создавать жизнь, управлять животными, даровать бессмертие?

Цифровой океан
О чем на самом деле мужчины и женщины думают во время секса: 3 частые фантазии О чем на самом деле мужчины и женщины думают во время секса: 3 частые фантазии

Почему в сексе мы пускаемся в разнообразное фантазирование?

Psychologies
7 фраз, с помощью которых легко завести друзей в любом возрасте 7 фраз, с помощью которых легко завести друзей в любом возрасте

Друзей можно завести и в солидном возрасте: помогут эти фразы

Maxim
Открыть в приложении