Подписаться
Вертолет для Марса и Земли?
Телетрансляцию первого сорокасекундного полета первого внеземного вертолета «Индженьюити» (англ. Ingenuity — изобретательность) провел 19 апреля этого года американский марсоход «Персеверанс» (англ. Perseverance — настойчивость). Электрический коптер весом около двух килограммов поднялся на трехметровую высоту. Он вертикально стартовал с ровной площадки, названной в честь пионеров авиации полем Братьев Райт, развернулся в наивысшей точке и так же вертикально спустился вниз. Площадка расположена на дне кратера Езеро, внутри которого приземлился «Персеверанс» (см. «Химию и жизнь», 2021, 3). Он-то и доставил вертолет на солнечных батареях к месту старта под своим днищем. Затем для удобства панорамной съемки полетов марсоход удалился на шестьдесят с небольшим метров.
Конструкцию коптера разработала Лаборатория реактивного движения НАСА, она же и управляет его полетами на Марсе. Из-за того что сигнал проходит расстояние между Землей и Марсом за несколько минут, все полетные операции коптер выполняет в автоматическом режиме, а земные команды по программированию действий поступают с Земли через ретранслятор марсохода. На «Индженьюити» нет научного оборудования, только цветная и черно-белая навигационная камеры. Внешне он выглядит как полуметровый ящик на четырех стойках с двумя противовращающимися винтами диаметрами немногим более метра.
Полет прошел на планете, где плотность атмосферы в 60 раз меньше земной, а давление — в 100 раз. Интуитивно кажется, что вертолет для почти отсутствующей атмосферы должен быть чрезвычайно сложным. Однако стоит вспомнить, что сила тяжести на Марсе в 2,5 раза меньше земной, а подъемная сила зависит от формы крыла, плотности атмосферы и, что важно, квадрата скорости набегающего на него потока газа. Снижение подъемной силы из-за разрежения газа до величин, эквивалентных земным высотам в три десятка километров, можно компенсировать примерно восьмикратным увеличением скорости, то есть повышением частоты вращения винта. Это не очень сложная техническая задача. Вертолет будет экспериментально устанавливать режимы полета на Красной планете, где возможны изменения температуры на многие десятки градусов, а также сильнейшие пыльные бури.
Уже сейчас ясно, что для создания целого флота винтокрылых машин на Марсе принципиальных ограничений нет. Может появиться даже парк научных вертолетов, которые не оставят без внимания самые дальние уголки планеты. Есть у стратосферного коптера и многообещающие земные применения, в том числе в военной области. Например, эта технология позволит создавать функционально близкие мини-спутникам вертолетные рои, несущие самые разные приборы и устройства в разреженных слоях атмосферы.