NASA wyśle helikopter na Czerwoną Planetę

in #pl-kosmos6 years ago (edited)

NASA poinformowała media, że na pokładzie misji łazika Mars 2020 zostanie umieszczony autonomiczny helikopter. Będzie to pierwsza próba użycia pojazdów latających na innej planecie. Początek prac nad marsjańskim helikopterem sięga 2013 roku. Przez cały ten okres aż do teraz, inżynierowie z JPL NASA ciężko pracowali nad projektem, który od początku obarczony był wielką niewiadomą. Marsjański helikopter ma zostać wysłany na Czerwoną Planetę już w Lipcu 2020 roku.

Jak mówi Jim Bridenstine, administrator NASA:

Idea takiego helikoptera latającego po marsie jest ekscytująca. MarsCopter to obiecujący projekt dla naszych przyszłych naukowych, odkrywczych i eksploracyjnych misji na Marsa

Cel MarsCopter'a

Za czas trwania misji podaje się okres 30 dni. W ciągu tego okresu helikopter wykona 5 lotów, gdzie każdy kolejny będzie dłuższy od poprzedniego. Dziewiczy lot ma trwać około 30 sekund, a pojazd ma zawisnąć na wysokości 3 metrów. Kolejne loty mają trwać do półtorej minuty. Przez ten czas helikopter zdąży pokonać kilkaset metrów. Mimo, że MarsCopter będzie nastawiony głównie na eksplorację Czerwonej Planety, zostanie również użyty do analizy geologicznej planety oraz badań środowiska.

Wygląd marsjańskiego helikoptera

MarsCopter w akcji, źrodło: @JimBridenstine, Twitter.com

MarsCopter jak widać odstaje od stylu typowego helikoptera i przypomina bardziej bezzałogowego drona. Po ponad czterech latach prac JPL zaprojektowało małego, ważącego zaledwie 1,8 kg robota. Jego podwójne śmigła będą obracać się ponad 10 razy szybciej niż w typowym helikopterze na Ziemi. Umożliwi mu to poruszanie się w rzadkiej atmosferze Marsa. Kadłub helikoptera będzie miał rozmiar porównywalny do piłki do softball'a. Na spodzie zainstalowane będzie całe wyposażenie wraz z instrumentami badawczymi. Helikopter będzie także posiadał specjalny mechanizm utrzymywania ciepła, który będzie podtrzymywać pojazd przy "życiu" w ciągu zimnych Marsjańskich nocy.

Problemy związane z atmosferą Marsa

Wysłanie tak specjalistycznego śmigłowca to wielkie przedsięwzięcie, które będzie wymagać sporych przygotowań. Standardowy helikopter na Ziemi potrzebuje około 300-400 obrotów śmigła na minute. Atmosfera na Marsie jest jednak znacznie rozrzedzona, co utrudnia oderwanie się od gruntu i przemieszczanie się w powietrzu. Jet Propulsion Laboratory wykonało jednak w styczniu 2015 stosowne badania. Bob Balaram, główny inżynier mobilności i robotyki wyjaśnia jednak, że przy 2400 RPM (obrotach na minutę) MarsCopter uniesie się nad powierzchnią Marsa, a przy 3000 RPM będzie mógł się stabilnie poruszać.

Będzie to pierwsza taka misja aeronautyczna w historii ludzkości. NASA obarcza misję dużym prawdopodobieństwem na porażkę, ze względu na to, że będzie to pierwszy raz, gdy jakiś pojazd uniesie się nad powierzchnię innej planety. Mimo tego, misja Mars 2020 to kolejny kamień milowy w procesie eksploracji Marsa.


Obserwuj @glodniwiedzy - znajdziesz tu najciekawsze informacje ze świata.


Artykuł autorstwa: @nervi, dodany za pomocą serwisu Głodni Wiedzy


Źródło: JPL NASA

Sort:  

Bardzo mnie zainteresował ten projekt.

Rozważania "na szybko":

Zacząłem już sobie nawet jakieś wstępne obliczenia robić... Ponieważ atmosfera marsa faktycznie jest bardzo rozrzedzona - średnio ciśnienie na powierzchni Marsa to 3% ciśnienia na Ziemi. I tu jest problem, ponieważ ciśnienie jest wprost powiązane z gęstością...
A siła nośna zależna jest od gęstości:
F_z = 0,5 *rho * C_z * S * V^2
Gdzie:
rho - gęstość,
C_z - współczynnik siły nośnej
S - powierzchnia płata
V - prędkość

Stąd wniosek, że prędkość musiałaby wzrosnąć około 34-krotnie. Jednak jest to słuszne dla płatowca. W wiropłaty nie chcę się zagłębiać bo to jest jakiś kosmos obliczeniowy :D :D No ale tak czy inaczej, można zwiększyć również powierzchnię wirników aby zmniejszyć tę prędkość ;)

Sprawdziłem też jeszcze jedną kwestię - skoro wirnik musi się obracać dużo szybciej, zacząłem się zastanawiać, czy jego końcówka nie będzie się niebezpiecznie zbliżać do prędkości dźwięku - jeśli ta prędkość zostanie osiągnięta, to zaraz wszystko się rozwali (tylko nie użyłbym tutaj słowa "rozwali" tylko odpowiednika zaczynającego się na "J").
I tak - atmosfera ma inny skład, więc jest inna indywidualna stała gazowa oraz inny wykładnik adiabaty. Po weryfikacji tych parametrów wychodzi, że najniższa prędkość dźwięku na Marsie to około 180 m/s (dla temperatury -143C na biegunach) lub około 274 m/s (dla temperatury +30C marsjańskiego lata).
3000 RPM daje dla wirnika o średnicy 1,1m prędkość końcówki łopat na poziomie niecałe 173 m/s - stąd wniosek, że marsjański helikopter powinien latać wyłącznie w rejonie równika, aby nie zbliżać się za bardzo do ~0,9 prędkości dźwięku.

Przepraszam jeśli to zbyt chaotycznie wygląda :)
Koniec rozważań "na szybko".

Śmiem sądzić, że przeprowadzono jakieś próby w komorze ciśnieniowej i nic się nie stało. W dodatku krater Jezero jest położony na szerokości 18,86*N więc to niemal równik ;)

Możesz sądzić. Możesz również śmieć.
Ja robiłem sobie te obliczenia z czystej ciekawości, a nie żeby podważać sensowność projektu. I jak widać w moim komentarzu, nie ma w nim nic co przekreśla pomysł marsjańskiego "drono-śmigłowca".

Fajnie byłoby polecieć na Marsa :D

Fajny i ciekawy artykuł. Zaczynam obserwować 😉

Dzięki, postaramy się nie zawieść :)

Ciekawe co jeszcze wyślą na Czerwoną Planetę :)

Ludzi na pewno nie szybko ;) Ale kilka ciekawych misji jest w przygotowaniu.

śledzę na bieżąco te tematy :)

pierwsza moja myśl, jakim cudem oni zrobią to w tak rzadkiej atmosferze.

przy 2400 RPM (obrotach na minutę) MarsCopter uniesie się nad powierzchnią Marsa, a przy 3000 RPM będzie mógł się stabilnie poruszać.

oczywiście to jeszcze kwestia wagi samego heliktoptera. Natomiast to będzie ciekawe.

Nawet go ostatnio przetestowali :)

Coin Marketplace

STEEM 0.26
TRX 0.11
JST 0.033
BTC 64498.18
ETH 3079.08
USDT 1.00
SBD 3.86