NASA останнім часом розігнала лопаті свого гелікоптера нового покоління до швидкості Mach 1.08 у знаменитій Лабораторії реактивного руху (JPL) поблизу Пасадени, Каліфорнія. JPL тестує високопродуктивну версію оригінального гелікоптера Ingenuity, який виконав 72 польоти з квітня 2021 року по січень 2024 року. На Землі небачено, щоб лопаті гелікоптера долали звуковий бар’єр, проте, через те, що робитиме наступна версія цього гелікоптера, надзвукові лопаті ідеально відповідають поставленому завданню.
Наступне покоління марсіанського гелікоптера буде оснащене системою керування польотом під назвою “Autonomy”, яка має штучний інтелект, що може бути активований у разі виникнення проблем, забезпечуючи відновлення польоту та безпечну посадку. У прес-релізі від березня 2026 року NASA деталізувало свої ініціативи щодо досягнення Національної космічної політики та представило місію з наступним марсіанським гелікоптером, який полетить до кінця 2028 року. Три гелікоптери класу Ingenuity стануть частиною корисного навантаження Skyfall, яке буде доставлено на Марс у рамках інноваційної місії.
Механізм розгортання гелікоптерів буде настільки ж винахідливим, як і більшість історичних марсіанських місій JPL, вирішуючи одну з найтриваліших проблем доставки дослідницьких апаратів з орбіти Марса на поверхню. Раніше команди JPL розробляли стрибучі апарати, оточені величезними повітряними подушками для захисту під час спуску з парашутом, які робили кілька стрибків перед зупинкою. Доставка двох останніх марсоходів NASA — Curiosity та Perseverance — була ще більш вражаючою, використовуючи маневр “небесного крана”, коли платформа з двигунами опускала важкі марсоходи на поверхню за допомогою тросів, а потім відлітала від місця посадки для безпечного приземлення. Нова техніка посадки JPL передбачає, що гелікоптери просто злетять, поки корисне навантаження ще перебуває в повітрі.
Надзвукові лопаті для Марса
Навіщо потрібно розганяти ротори до такої швидкості? Атмосфера Марса становить лише 1% від щільності земної, що означає, що лопаті гелікоптера мають значно менше молекул повітря для створення підйомної сили, і для польоту потрібно більше потужності. Хоча гелікоптер Ingenuity добре літав на Марсі, він не міг нести значних вантажів.
За даними симуляції NASA, три гелікоптери увійдуть в марсіанську атмосферу, прикріплені до основного космічного апарата. Наближаючись до поверхні, вони просто відлетять від платформи спуску та приземляться на марсіанську поверхню. Гелікоптери здійснюватимуть розширене картографування місцевості для визначення майбутніх потенційних посадкових майданчиків для пілотованих місій на Марс, а також нестимуть більш спеціалізоване обладнання для сканування поверхні для дослідження на більші відстані. Все це означає, що гелікоптерам доведеться піднімати більшу вагу, і надзвукові лопаті допоможуть забезпечити цю можливість.
Робота лопатей на надзвукових швидкостях пов’язана з ризиком через непередбачувану поведінку будь-якої лопаті чи крила при таких швидкостях. Оригінальний гелікоптер Ingenuity ніколи не перевищував 2700 обертів на хвилину, що гарантувало, що ротори залишалися в діапазоні Mach 0.7, з запасом швидкості, що унеможливлювало перевищення Mach 1 навіть несподіваним поривом вітру на Марсі. Нещодавнє випробування в JPL було спрямоване на те, щоб переконатися, що лопаті можуть обертатися достатньо швидко без ризику структурного руйнування, яке могло б передчасно завершити місію марсіанського гелікоптера. Командам JPL довелося досягти швидкості обертання ротора щонайменше 540 миль на годину, щоб подолати звуковий бар’єр у симульованому марсіанському середовищі (трохи нижче, ніж вимагається на Землі).
Використання ядерної енергії для доставки гелікоптерів на Марс
Місія Skyfall стане першою міжпланетною місією, яка використовуватиме ядерну електричну енергію, і стане надзвичайним кроком вперед у дослідженні далекого космосу. Більшість космічних апаратів покладаються на сонячну енергію для роботи в глибокому космосі. Однак жоден з них ніколи не зміг досягти Юпітера, де сонячні батареї стають неефективними, а потужності палива стає недостатньо.
Ця місія є першою з низки запланованих NASA застосувань, спрямованих на усунення існуючих бар’єрів до безпеки польотів та активацію ланцюга поставок, який підтримуватиме цю технологію в майбутньому. Революційність цього полягає в тому, що це дозволить людям досліджувати зовнішні межі нашої сонячної системи. Ефективний радіус дії космічного корабля в цьому випадку обмежуватиметься лише відмовами обладнання та терміном придатності.
Місія також закладе основи для будівництва постійної місячної бази NASA, де ядерне джерело живлення, назване Lunar Reactor-1 (LR-1), забезпечить безперебійне постачання енергії. Ця потужність буде корисною навіть під час 14-денної місячної ночі, коли сонячні панелі неефективні. США прискорюють шлях до встановлення постійної присутності людини на Місяці, і ця технологія стане ключовою для забезпечення надійної енергії для роботи астронавтів на поверхні протягом багатьох років.
