NASA впервые разогнала винты марсианского вертолета до сверхзвуковой скорости

NASA подтвердила успешные испытания двух роторных систем для марсианских вертолетов нового поколения. Тесты прошли в 25-футовом космическом симуляторе в Лаборатории реактивного движения (JPL). Одна система с двумя лопастями и другая с тремя достигли скоростей на концах лопастей в 1,08 и 0,98 Маха соответственно. При дополнительном встречном ветре лопасти впервые в истории преодолели звуковой барьер. Частота вращения роторов достигала 3750 оборотов в минуту, что примерно в 10 раз быстрее, чем у многих современных земных вертолетов.

Такие экстремальные скорости необходимы для создания достаточной подъемной силы в разреженной атмосфере Марса, плотность которой составляет лишь около 1% от земной. Роторы были совместно разработаны NASA и AeroVironment в рамках проекта SkyFall — миссии по развертыванию на Марсе нескольких разведывательных летательных аппаратов с роторным движителем. Запуск миссии предварительно намечен на декабрь 2028 года. Три марсианских вертолета нового поколения будут доставлены на Красную планету на борту космического аппарата. После посадки они развернутся в разных регионах для самостоятельных исследовательских миссий, используя посадочный модуль в качестве базы связи и управления.

SkyFall станет лишь второй миссией NASA по исследованию Марса с помощью летательного аппарата. Пионерская миссия вертолета Ingenuity в 2021 году доказала возможность полетов с силовым ротором на Марсе. Несмотря на то, что Ingenuity изначально был рассчитан всего на пять полетов, он совершил 72, преодолев за самый длинный из них около 704 метров. Эти достижения заложили основу для создания новых сверхскоростных роторных систем.

«У NASA был отличный опыт с марсианским вертолетом Ingenuity, но мы просим эти летательные аппараты нового поколения делать еще больше на Красной планете, — заявил Эл Чен, менеджер программы исследования Марса в JPL. — Это непростая задача. Хотя на Марсе все сложно, полеты там — едва ли не самое трудное, что можно сделать. Это связано с тем, что его атмосфера невероятно разрежена, из-за чего сложно создать подъемную силу, и при этом на Марсе значительная гравитация». Главным препятствием для воздушных исследований на Марсе всегда была его сверхтонкая атмосфера. Ingenuity достигал скорости на концах лопастей около 0,7 Маха в целях безопасности. Однако весь аппарат был размером с коробку из-под салфеток, весил 1,8 кг и не нес полезной нагрузки. Очевидным решением были более крупные аппараты, но они создают большее сопротивление и требуют значительно большей тяги. Эту тягу теоретически можно получить при околозвуковых скоростях вращения ротора, но лопасти рисковали разрушиться — до сих пор.

«Успешные испытания этих роторов стали важным шагом к доказательству осуществимости полетов в более сложных условиях, что является ключевым для машин следующего поколения, — сказала Шанна Витроу-Мейзер, аэродинамик NASA и член испытательной группы. — Мы думали, что нам повезет достичь 1,05 Маха, а на последних прогонах мы достигли 1,08 Маха. Мы все еще изучаем данные, и, возможно, удастся получить еще больше тяги. Эти вертолеты нового поколения будут потрясающими». Новая сверхзвуковая технология роторов NASA может позволить создавать значительно более крупные исследовательские аппараты, способные нести более емкие аккумуляторы для длительных миссий, более совершенные научные приборы и улучшенные системы связи. В NASA заявляют, что вертолеты проекта SkyFall будут выполнять миссии по воздушной разведке на малых высотах, собирая научные данные и прокладывая путь для будущих роботизированных и, возможно, пилотируемых миссий на Марс.

Источник: Tomshardware.com