Hi-Tech

Для будущего исследования Марса лучше всего подойдет планер

Он принял десятки посетителей. За последние несколько десятилетий Марс стал самой исследованной планетой в Солнечной системе (после Земли). Самая старая из них прибыла в 2001 году — орбитальный аппарат Mars Odyssey, он проработает до 2025 года. Восемь миссий в настоящее время работают над Красной планетой. Планируется еще больше миссий, как со стороны NASA, так и других космических агентств — чтобы вернуть образцы с поверхности Марса на Землю и, в конечном итоге, отправить туда людей.

Вероятнее всего, надувной аппарат, использующие тепловые восходящие потоки, которые сможет оставаться в воздухе. Что будет после «Оппортьюнити»? Он позволит недорого и эффективно картировать пока не обозначенные участки поверхности планеты, что поможет в планировании посадочных миссий.

Планер для исследования Марса

Марсоходы позволяют составить эти карты, но проезжают только несколько метров в день. Новые миссии потребуют подробных карт поверхности. Марсоход NASA «Оппортьюнити» проехал внушительные 45 километров за время своей миссии, но на это ушло почти 15 лет.

Один из вариантов — запустить самолет в атмосферу Марса с двигателем, способным поддерживать его в воздухе. Поэтому планетологи ищут способы исследовать поверхность планеты более шустро. Такая миссия сможет покрыть огромные расстояния, но обойдется дорого — от 350 миллионов долларов.

Таким образом, другая идея состоит в том, чтобы отправить марсоход с квадрокоптером, который сможет исследовать близлежащие окрестности. Более дешевый подход будет состоять в том, чтобы отправить миссию побольше. Но такие полеты будут ограниченными и короткими.

Что нужно, так это транспорт, который будет достаточно небольшой, чтобы его можно было использовать для выполнения другой миссии и при этом преодолевать большие расстояния.

Их идея состоит в том, чтобы запустить планер без питания в атмосферу Марса и поддерживать его на лету с помощью тепловых восходящих потоков — поднимающихся колонн теплого воздуха. На днях Эдриен Бускела, Аман Чандра и их коллеги из Аризонского университета заявили, что разработали именно такую миссию. Планер будет надувным и сможет влезть в достаточно небольшой объем, чтобы его можно было перевозить в качестве полезного груза при выполнении более серьезных миссий на Марсе.

Космический аппарат, который в настоящее время находится на орбите Марса, способен делать снимки с разрешением 30 сантиметров на пиксель. Но сперва немного бэкграунда. Планетологи постепенно собирают из них карту поверхности Марса в высоком разрешении.

До сегодняшнего дня большинство аппаратов высаживались на относительно плоских равнинах, где вероятность столкновения с валуном или кратером была невелика. Однако им нужны еще более качественные снимки, чтобы планировать будущие посадочные миссии. Вместо этого планетарные геологи хотели бы посетить долины и хребты, образованные водой. Эти области, как правило, менее интересны с научной точки зрения. Безопасное приземление в таких местах потребует от приборов визуализации точного отображения небольших камней и кратеров, которые могут повредить аппарат при контакте.

Но они неспособны путешествовать на большие расстояния, необходимые для достижения интересующих регионов. Посадочные модули обеспечивают такой уровень детализации, поскольку могут делать снимки с разрешением 1 сантиметр на пиксель в 100-метровой области вокруг себя. Именно поэтому ученые обратили свое внимание на летающие машины.

Хотя гравитация низкая, всего треть земной, атмосфера Земли плотнее в сто раз. Полет на Марсе — сложная штука. Тягу создать очень сложно.

Планер будет перевозить 5-мегапиксельную камеру, радиокоммуникации, бортовой компьютер и несколько солнечных панелей с батареями, чтобы накапливать энергию в течение дня и оставаться в работе ночью. Крылья нового планера должны быть большими относительно его веса. Бускела и коллеги рассчитали, что в дополнение к надувным крыльям и рулю планер будут переносить 5 килограммов — масса беркута.

Для сравнения, беркуты на Земле могут планировать с размахом крыла 2 метра при полете на скорости 15 метров в секунду. Затем они рассчитали, что для того, чтобы поддерживать эту массу на плаву, крыльям понадобится размах примерно в 6 метров, а аппарат сможет лететь на скорости 100 метров в секунду.

Азотный генератор раздует и создаст давление в планере менее чем за 10 секунд, а его крылья станут твердыми примерно за час, под действием марсианского солнечного света. Планер будет развернут во время основной миссии по входу в атмосферу Марса и отсоединится от основного груза на высоте порядка 2 километров.

Как модуль Mars Pathfinder, так и марсоходы Mars MER полагались на воздушные пакеты, которые надувались по мере спуска в атмосфере, и затем смягчали удар о землю. Надувные технологии вроде этих уже тестировались на Марсе. Их также разрабатывали для небольших спутников связи.

Такие системы на Земле продемонстрировали способность оставаться на плаву в течение недель или месяцев. Важной частью миссии будет автономная способность использовать восходящие потоки в марсианской атмосфере.

Ученые уже осуществили численное моделирование этих видов полетов на Марсе. Если у Марса будет профиль ветра, подобный земному, то есть изменение скорости и высоты ветра, тогда и земные подходы сработают на Красной планете.

Вопрос лишь в том, сможет ли планер продержаться на Марсе целый год. Эти результаты говорят о том, что автономный полет сможет поддерживать планер на плаву в течение длительных периодов времени, при условии достаточно большого изменения скорости и высоты ветра.

Камера на борту должна будет обладать разрешением поверхности в 10 сантиметров, а на скорости в 100 метров в секунду планер сможет облететь много сотен километров. Тем не менее, даже несколько часов полета могут сгенерировать ценные данные. Он отправит изображения на орбитальную станцию вроде Mars Reconnaissance Orbiter, которая затем отправит их домой.

Одна из таких — загадочные линии на склонах Марса, которые проявляются при потеплении и наступлении лета. Такая миссия могла бы пролить свет на ряд давних загадок Марса. Считается, что это потоки соленой воды, но необходимы более качественные наблюдения.

Благодаря скорости исследования поверхности, он мог бы в ускоренном ритме составить карту. Планер также мог бы определить потенциальные места высадки для будущих миссий.

Самые успешные миссии всегда были теми, что производят самые знаковые картины. Чего не хватает команде инженеров, так это голливудского вкуса. Такого рода изображения играют важную роль в общественном восприятии. Нил Армстронг, стоящий подле американского флага на поверхности Луны, или звездный путник Илона Маска, сидящий за рулем Tesla, которая улетает от Земли.

Как думаете, стоит того? Планеру нужна широкоугольная камера на хвостовом оперении, которая будет отправлять на Землю снимки. Расскажите в нашем чате в Телеграме.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть