Ingenuity (Mars Helicopter): факты, задачи и возможности

5348

Основная задача – технологическая демонстрация первого полёта на Марсе.

Вертолет полетит на Марс, прикрепленный к днищу марсохода Perseverance.

Сборка вертолета
Credit: NASA/JPL-Caltech

Окно запуска – 17 июля – 5 августа 2020 года

Место старта – мыс Канаверал, Флорида

Посадка – 18 февраля 2021 года

Место посадки – кратер Джезеро, Марс

Ingenuity на Марсе
Credit: NASA/JPL-Caltech

Продолжительность полетов – один или несколько рейсов в течение 30 дней весной 2021 года

В самом первом полете вертолет взлетит на несколько футов от земли, зависая в воздухе около 20-30 секунд, и приземлится. После этого команда предпримет дополнительные экспериментальные полеты с увеличением расстояния и высоты. После того, как вертолет завершит демонстрацию технологий, Perseverance продолжит свою научную миссию.

Несколько фактов, которые нужно знать об Ingenuity:

– Первый тест управляемого полета на другой планете.

– Вертолет сделан легким и достаточно прочным, чтобы уместиться под ровером, когда он находится на пути к Марсу, и выжить в суровых условиях Марса после прибытия на поверхность.

– Вертолет весит менее 4 фунтов (1,8 кг).

– Достаточно мощный, чтобы взлететь в тонкой атмосфере Марса (1% плотности земной атмосферы).

– Вертолет может лететь до 90 секунд на расстояние почти 980 футов (300 метров) за один раз и примерно на 10-15 футов от поверхности. Это немалый подвиг по сравнению с первым 12-секундным полетом самолета братьев Райт.

– Вертолет летит сам по себе, без контроля человека. Он должен взлететь и сесть по короткой команде с Земли, отправленной заранее.

– Вертолет совершит полет на Марс под днищем марсохода Perseverance, прикрытый щитом, чтобы сохранить его во время спуска и посадки. В подходящем месте на Марсе щит упадет. Затем команда распакует вертолет в несколько этапов, чтобы безопасно поставить его на поверхность.

Распаковка вертолета
Credit: NASA/JPL-Caltech 

– Если Ingenuity столкнется с трудностями, научная миссия Perseverance не будет затронута. Если вертолет полетит так, как было задумано, будущие миссии на Марсе будут использовать вертолеты второго поколения.

Credit: NASA/JPL-Caltech

Технические характеристики

Масса – 1,8 килограмма

Вес – 4 фунта на Земле; 1,5 фунта на Марсе

Ширина – общая длина несущих винтов ~ 4 фута (~ 1,2 метра)

Питание – солнечная батарея заряжает литий-ионные аккумуляторы, обеспечивая достаточно энергии для одного 90-секундного полета за марсианский день (~ 350 Вт средней мощности во время полета)

Дальность полета – до 980 футов (300 метров)

Высота полета – до 15 футов (5 метров)

Полетная среда – тонкая атмосфера, плотность которой менее 1% земной

Переведенный Vert Dider и одобренный Дереком видеоролик о марсианском вертолете

41 коментарів

Розгорнути всі

Будь ласка, у свій профіль, щоб коментувати пости, робити закладки та оцінювати інших користувачів. Це займає всього два кліки.

Кві 29, 2020 21:23

Ух, интересно как! Спасибо!

Кві 29, 2020 21:51

Планеры с аэростатической разгрузкой там возможны? Чтоб обойтись без больших размеров и площадей крыла, на каком разреженном гелии/водороде при давлении 2-3кПа. Нагретом СО2.

Кві 29, 2020 22:10

солнечные батареи выглядят слишком маленькими по площади или это мне кажется? я прикинул, получается что для полета нужно 10 ватт-часов энергии, а для того, чтобы собрать такое количество энергии на марсе за 13 часов батареями, которые НЕ ориентируются автоматически на солнце, необходима площадь около 0.08 – 0.1 метра квадратного батарей. но возможно я неверно оцениваю эффективность солнечных панелей, используемых в таких разработках.

Кві 29, 2020 23:30

Та батарейка, скорее для ориентации, небосвод даже на Марсе более яркий. На подпитку хватит, из весовых ограничений. Для более масштабных дронов, будет и больше аккумуляторов и более размерных вентиляторов+какой РИТЕГ, для термостатирования батарейки и вообще.

Кві 30, 2020 09:52

Исходя из того, что написано в ТХ – эти солнечные панели должны собирать за марсианский день 350 ватт. Сможете проверить расчетом?

Кві 30, 2020 16:39

согласно ТХ 350 ватт это средняя развиваемая мощность во время полета. а не количество энергии. Как раз я и прикинул размеры солнечной батареи, которая за 13 часов может собрать необходимые для 90-секундного полета 10 ватт-часов.

Кві 30, 2020 05:04

При плотности атмосферы в сто раз меньше земной, ометаемая площадь винта должна быть в сто раз больше. При гравитации чуть меньше пусть будет в 80 раз меньше.

Кві 30, 2020 06:59

…Они увеличили скорость вращения винта чтобы соблюсти необходимую производительность лопастей… в атмосфере Марса для данной массы аппарата.

Кві 30, 2020 16:59

На земле вертолеты не могут летать выше 5 км. Это статический потолок. 1/100 земной атмосферы это где-то 50-80 км высоты. Вертолетам туда не залететь. Посмотрите на пропеллеры в видео: это обычный китайский набор “Юному авиаконструктору”. Ну я понимаю трактористы Донбаса купили военную амуницию в военторге, но чтобы исследователи Марса покупали пропеллеры на АлиЭкспрес это уже перебор. Чтобы соблюсти необходимую производительность лопастей… в атмосфере Марса им придется довести линейную скорость концов лопастей до первой космической. Диаметр винта 1.2 м. Окружность винта 3.7 метра. При одной тысяче оборотов в секунду набирается что-то похожее на первую космическую. Я думаю, что даже Боинговский движок не сможет раскрутить не только пропеллер, а просто вал до таких оборотов.

Кві 30, 2020 10:18

Гравитация далеко не чуть меньше. Примерно 1/3 земной.

Тра 02, 2020 19:59

Ометаемая площадь должна быть в 100 (даже в 165) раз больше ДЛЯ СОХРАНЕНИЯ ТЕХ ЖЕ ЭНЕРГОЗАТРАТ НА ЕДИНИЦУ ТЯГИ.
Т.к. тяги нужно в 2,65 раз меньше при той же массе аппарата, для сохранения потребляемой мощности нужно уже только в 62 раза большая ометаемая площадь.
НО, кто сказал, что потребляемая мощность сохраняется?! Аппарат может (и, разумеется, будет) потреблять в десятки раз больше энергии, чем аналогичный на Земле. Потому-то он и летает всего полторы минуты на небольшой высоте, в то время как на Земле дроны подобных габаритов летают по полчаса и забираются на высоту до десяти километров.

Кві 30, 2020 07:15

Український проект Mars Hopper переміг на конкурсі NASA.

https://www.bbc.com/ukrainian/science/2016/05/160519_marshopper_nasa_ko

https://youtu.be/drHkZKwemEw

Mars Hopper – це прототип безпілотного автоматизованого літака, який живитиметься сухим льодом. Так називають заморожений вуглекислий газ, яким узимку щедро покриті полюси Марса.
Передбачається, що апарат рухатиметься поверхнею Червоної планети затяжними стрибками, кожен з яких триватиме по кілька хвилин. Приземлившись на покриту кригою поверхню, літак зачерпне сухий лід, з якого отримає енергію для наступного стрибка.
Звідси й назва апарата, яка співзвучна з англійським словом grasshopper – коник-стрибунець.
https://ichef.bbci.co.uk/news/ws/660/amz/worldservice/live/assets/images/2016/05/19/160519085743_mars_hopper_640x360_marshopper_nocredit.jpg

Кві 30, 2020 07:51

Майже по С.Лем “Непереможний”.
Почти по С.Лему “Непобедимый”.

Інженери для дослідження Марса розробили літак, що левітує.

http://space.com.ua/2020/04/26/inzheneri-rozrobili-litak-shho-levituye-dlya-doslidzhennya-marsa/

http://space.com.ua/wp-content/uploads/2020/04/c44a514ca297002c2452494f98c95dc5_ce_650x346x0x157_cropped_800x427.jpg

Вчені зі Школи інженерних і прикладних наук Університету Пенсільванії розробили крихітні літаки, які можуть допомогти в дослідженні Марса. Як повідомляє «Дзеркало тижня» з посиланням на «Популярная механіка», такі апарати важать менше третини міліграма, у них немає рухомих частин і їхній політ, по суті, являє собою левітацію.

«Вертоліт для Марса — дуже захоплюючий проект, але все ж це складна машина. Якщо щось піде не так, експеримент можна вважати завершеним, оскільки його неможливо буде полагодити. Ми пропонуємо зовсім інший підхід, при якому не потрібно «класти всі яйця в одну корзину», — заявив один з дослідників Ігор Баргатин.

Кожен крихітний літак являє собою платівку з «нанокартону», схожого на гофрований паперовий картон. Але це порожнистий оксид алюмінію товщиною в декілька нанометрів з виступами, виконаними у вигляді мікроканалів, завдяки чому лист стає міцнішим. Мікроканали сприяють і польоту — вони створюють градієнт температур, через що повітря проходить крізь порожнини пластини і дозволяє їй триматися в повітрі.

«Наші літальні апарати можуть, наприклад, приземлитися і приклеїти до себе частинки пилу або піску, а потім транспортувати їх до ровера, збільшуючи, таким чином, площу досліджень при тому ж пробігу», — розповідає Баргатин.

Вчені відзначають, що ескадрильї їхніх апаратів можна використати і на Землі, наприклад, для дослідження мезосфери.

Кві 30, 2020 09:56

И это тоже тема для отдельного поста. )

Кві 30, 2020 17:13

Кто бы сказал, не поверил бы, что в 2020 году человечество начнет свой путь к познанию с нуля. С чистого листа. Что голубь, сложенный из листа тетрадки будет побеждать на конкурсе NASA.

Кві 30, 2020 09:55

Это тема для отдельного поста.

Кві 30, 2020 10:29

5 лет прошло, куда он “допрыгал” на сейчас?

Кві 30, 2020 20:54

Пионеры проработали концепт, на остальное денег никто не выделял 😉

Тра 01, 2020 01:59

Если бы этот ролик был включен в статью, половина комментариев в обсуждении просто не понадобилась бы )

Тра 01, 2020 05:47

Ничто не мешает автору включить ролик в статью.

Тра 05, 2020 11:53

Повезло же нам жить в эпоху таких вот достижений. Сколько всего вокруг творится) Спасибо за информацию!

Тра 05, 2020 12:12

В последние несколько сотен лет, но в 21-м веке есть возможность знать об этом, а не из пересказов. Только что одновременно смотрел запуск китайского пилотируемого корабля и огневые испытания, оба события должны были состоятся одновременно. При этом китайцы запустили и пока было видно – успешно, а вот в Бока Чика – тишина. А ну да, я еще умудряюсь работать ).

Тра 05, 2020 12:34

Знаете… в этом плане я уже почти физически ощущаю острую необходимость в чем-то нейралинкоподобном) Ибо пропускной способности в системах “глаза-монитор” и “клавиатура-интернет инфраструктура” очень сильно нехватает. Все надо успевать, но не все что хочется успевать, успевается (Хммм… звучит как очередной перл от Кличко)).