Geschicklichkeit, der Hubschrauber, der mit Perseveran zum Mars fliegen wird

Am 18. Februar 2021 landet das Raumschiff Perseverance der NASA auf dem Mars auf einer ehrgeizigen Mission, um nach Lebensspuren zu suchen und Proben zu sammeln (die später auf die Erde zurückgebracht werden). Unter seinem Bauch versteckt er einen kleinen Hubschrauber, Kreativität, der das erste Landschiff sein wird, das über einen anderen Planeten fliegt. Es ist ein Projekt, das die Raumfahrtagentur seit 2013 reift und 2018 mit der Bestätigung dieses Teils der Mission März 2020 formalisiert wurde. Wenn sich Drohnen über unseren Köpfen vermehren, fliegen sie mit einer Maschine in einer viel dünneren Atmosphäre wie dieser Die Marsmission ist die komplexeste.

Fliegen ohne Luft: die Hauptschwierigkeit

Tatsächlich macht die Dichte der Atmosphäre auf dem Roten Planeten ungefähr 1% der Dichte der Erdatmosphäre auf Meereshöhe aus. “Es ist äußerst schwierig, ausreichende aerodynamische Kräfte zu erzeugen, um in einer derart zerstreuten Atmosphäre zu fliegen. Darüber hinaus kann der Mars auch starke Winde haben, die die Reise durch die Einführung von Stabilitäts- und Kontrollherausforderungen weiter erschweren.Farah Ali Bey, Ingenieur für Luftfahrtsysteme und Leiter der Abteilung Integrationskreativität mit Ausdauer, bei JPL. Tatsächlich ist es so, als würde Ingenuity an Land 30.000 Meter über dem Meeresspiegel fliegen.Es gibt sehr wenig Luft, um den Hubschrauber anzuheben. Um erfolgreich fliegen zu können, mussten wir Mindestmerkmale festlegen: Die Kreativität wiegt nur 1,8 kg, was der Größe einer Tissue-Box entspricht und mit 2 Sätzen von Klingen ausgestattet ist, die ungefähr 1,2 Meter lang sind„Jaakko Karras, Robotikingenieur bei JPL. Diese Blätter sind auf zwei unabhängigen Rotoren montiert, die sich mit etwa 2.400 U / min in entgegengesetzte Richtungen drehen. Dies ist viel schneller als bodengestützte Hubschrauber, um einen angemessenen Auftrieb zu gewährleisten. Sonnenkollektoren, Batterien und andere innovative Komponenten.

Zusätzlich zu den Einschränkungen der Atmosphäre gibt es natürlich eine Entfernung. Der Planet Mars ist so weit von der Erde entfernt, dass die Maschinen, die ihn erforschen, nicht in Echtzeit gesteuert werden können. Außerdem müssen alle Flüge und Landungen automatisiert werden. “”Alles in allem ist es äußerst schwierig, ein Luftfahrzeug zu bauen, das die Probleme der Marsatmosphäre unabhängig überwinden kann und gleichzeitig allen anderen Herausforderungen eines Raumfahrzeugs auf dem Mars wie niedrigen Temperaturen, Strahlung und Staub gegenübersteht .“Farah Ali Bey besteht darauf. Deshalb wird der Hubschrauber kein wissenschaftliches Instrument tragen, und der Erfolg seiner Mission wird nur von einem erfolgreichen Flug abhängen.

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Lassen Sie Ihrer Kreativität auf dem Mars freien Lauf. Bildnachweis: NASa / JPL-Caltech.

Kurze Ausflüge

“”Der Zweck der Mission ist es, mindestens eine Reise zum Mars zu versuchen. Wenn der erste Flug gut verläuft, haben wir 30 Sols für diese Technologiedemonstration und hoffen, bis zu 5 zu versuchen.Jaakko Karras erklärt. Jeder Flug soll wichtige Aspekte des Betriebs eines autonomen Hubschraubers auf dem Mars testen, mit dem Ziel, Daten zu sammeln, um das Design ähnlicher Fahrzeuge in Zukunft zu steuern. Sie werden bescheidene Ziele haben .: Eine maximale Dauer von 90 Sekunden und Kreativität werden sich nur etwa 50 Meter stromabwärts vom Startpunkt in einer Höhe von 3 bis 5 Metern bewegen. Der erste Flug sollte in den Wochen nach der Ankunft des Rovers auf dem Mars und sobald die Ingenieure ihn erreichen, innerhalb der Sicherheit des Fahrzeugs stattfinden.

Davor und beim Abstieg bleibt die Geschicklichkeit unter dem Bauch der Ausdauer zusammengefasst. Sobald der Hubschrauber gelandet ist, wird er überprüft und die Batterie innerhalb weniger Tage aufgeladen. Sobald diese Phase abgeschlossen ist, sucht der Rover nach einem “Flughafen”, einem Gebiet von 10 x 10 Metern, von dem aus Ingenuity startet und zur Erde zurückkehrt. Nach den Berechnungen besteht eine Wahrscheinlichkeit von 75%, dass sich diese Zone innerhalb von 100 Metern vom Landungsboot befindet. Es ist jedoch ein Kamerascan erforderlich, um den idealen Bereich zu finden.

Die Hubschrauberbereitstellungsphase. Bildnachweis: NASa / JPL-Caltech.

Auf dem Weg zur Erkundung aus der Luft?

Wenn diese ersten Testflüge erfolgreich sind, eröffnen sie viele Perspektiven für Erkundungen auf dem Mars und sogar anderen Sternen im Sonnensystem. “”Wir könnten Aufklärungshubschrauber haben, die zukünftigen Rovers helfen könnten, ihren Kurs oder ihre Orte zu wählen, oder wir könnten sogar wissenschaftliche Hubschrauber zum Mars schicken, die den Planeten im Flug untersuchen könnten. Die Möglichkeiten sind grenzenlos. ” Werte Jaco Krass. “”Sie können auch verwendet werden, um große Gebiete mit einem einzigen Schlag zu erkunden oder um Werkzeuge in äußerst wertvollem und hohem Gelände zu verteilen, auf das nur mit dem Flugzeug zugegriffen werden kann.Farah Alipay fügt hinzu: “Derzeit ist keine solche Mission geplant, aber die zufriedenstellenden Ergebnisse der Innovation werden notwendigerweise Argumente für ehrgeizigere zukünftige Projekte liefern. Reaktion innerhalb weniger Wochen.”

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