Helikopterløft på Mars: hvad byder fremtiden på?

Fremtiden for Mars-flyvning åbnede op i mandags. Det bliver endnu en opdagelsesrejse i det næste årti eller to, når vi finjusterer konstruktionen og anvendelsen af ​​Mars-helikoptere.

Team hos NASA's JPL reagerer, efter at Ingenuity (på skærmen) foretager sin første flyvning på Mars på mandag. (Kilde: NASA video grab via Reuters)

Da solens første lys flimrede gennem skyerne på en kølig forårsmorgen i Washington, lettede en lille helikopter på en kold og øde planet næsten 300 millioner km væk. Nyhederne fra en anden verden så langt væk, gav måske lidt jubel væk fra epidemiens barske virkelighed på Jorden. Klokken 6:46 EST viste data downlink fra Mars, at Mars Ingenuity, den lille helikopter, havde taget sin første 40 sekunders flyvning hvor den steg omkring 3 meter op i luften.

Nyhedsbrev| Klik for at få dagens bedste forklaringer i din indbakke

Wright Brothers øjeblik

jimmy iovine nettoværdi

For et par år siden besøgte jeg Kitty Hawk, North Carolina, på vej til en familieferie. Kitty Hawk er en ubestemmelig by på spidsen af ​​Outer Banks. Det er hos Kitty Hawk, at et par brødre, Orville og Wilbur Wright, havde dette overraskende ønske om at prøve at flyve, hvad der ville blive det første fly på Jorden. Hvis du træder et hundrede år tilbage, var biler ikke på mode på det tidspunkt, endsige at flyve. Det er i 1903, at den første Ford-bil blev samlet: lige omkring det tidspunkt, hvor brødrene Wright forsøgte at flyve det første fly. Derfor er det interessant, at mennesker forfulgte ønsket om at flyve på et tidspunkt, hvor biler var en sjældenhed. Den primære transportform var heste og hestevogne: der var på det tidspunkt en modstand mod at gå over til den hesteløse vogn eller bilen. Ligesom Ingenuity var den første motordrevne flyvning af Wright Brothers kort (ca. 12 sekunder). Ligesom Opfindsomhed vidste ingen på det tidspunkt (for den vellykkede flyvning), om eller om flyvningen ville forvandle videnskab og teknologi eller ikke have nogen betydning for historiens gang. For brødrene Wright ved vi selvfølgelig, at flugten ændrede den menneskelige civilisation. For Mars Ingenuity ved vi selvfølgelig ikke, hvad der vil ske i fremtiden: uanset hvad, vil vi måske vide det om et halvt århundrede.

Dr. Amitabha Ghosh er en NASA-planetforsker baseret i Washington DC. Han har arbejdet for flere NASA Mars-missioner, startende med Mars Pathfinder-missionen i 1997. Han fungerede som formand for Science Operations Working Group for Mars Exploration Rover-missionen, og havde til opgave at lede taktiske Rover-operationer på Mars i mere end 10 år. Han hjalp med at analysere den første sten på Mars, som tilfældigvis var den første sten, der blev analyseret fra en anden planet.

Helikopter i Mars mission

hvad er j coles nettoværdi

Spol hundrede år frem: Ønsket om at prøve det ambitiøse eksperiment, der grænser mellem det sindssyge og det ambitiøse, fordi atmosfæren er så tynd på Mars, kom fra Jet Propulsion Laboratory. På en eller anden måde passede dette eksperiment ikke med de brede mål for Perseverance Rover, der havde til opgave med videnskabelige mål fra at lede efter beviser på liv til fremstilling af ilt på Mars. Men embedsmænd ved NASA's hovedkvarter tog det lange blik og skrev under på denne ambitiøse teknologi: med en meget vigtig betragtning, at teknologidemonstrationen måske mislykkes.

Teknisk udfordring: Det er en teknisk udfordring at flyve på Mars: atmosfæren er 1 % i tæthed sammenlignet med atmosfæren på Jorden. For at opretholde flyvningen skal helikopterbladene rotere med 2400 rpm (Rotations Per Minute) eller omkring 8 gange så hurtigt som en passagerhelikopter for at flyve på Jorden. At en helikopter flyver et par meter fra jorden på Mars, svarer til, at en helikopter flyver 2-3 gange højden af ​​Mt Everest. For at give en kontekst flyver fly som Boeing 747 i 30.000 ft eller cirka højden af ​​Everest. De bedste jagerfly som SR-71 fra US Air Force kunne flyve så højt som tre gange højden af ​​Mount Everest.

Den anden udfordring er at designe et fartøj, der vil have sine egne kraft-, kommunikations- og mekaniske undersystemer med så lille en massebudgettildeling. Ikke alene behøvede dette fartøj at deltage i dette høje omdrejningstal og være afhængigt af solpaneler for strøm, Opfindsomhed skulle også overleve den meget kolde marsnat, der kan være brutal på batterier og computeren ombord.

På dette billede fra NASA svæver NASAs eksperimentelle Mars-helikopter Opfindsomhed over overfladen af ​​Mars mandag den 19. april 2021. Den lille 4-punds helikopter steg fra den støvede røde overflade ind i den tynde Mars-luft mandag og opnåede den første motordrevne, kontrollerede flyvning på en anden planet. (NASA via AP)

Ser frem til

For Jorden vidste ingen, om luftfart ville blive udbredt og en del af menneskelivet. Den første genre af kommercielle luftfartsselskaber havde ikke den store succes i 1920'erne med at få folk til at flyve. Der var hverken infrastrukturen eller efterspørgslen til at gøre flyvning til en massemarkedsforretning. Luftfart som industri var ikke for sarte sjæle. Nogle berømte industrifolk som Henry Ford trådte ind i sektoren, blev brændt og forlod berømt, efter at have undladt at lave en kontant positiv forretning. Andre som Indiens JRD Tata overlevede kommerciel luftfarts hårde fødselsveer og fortsatte med at drive et succesrigt flyselskab.

Der er to måder, hvorpå Opfindsomhed kan eller ikke kan ændre Mars-luftfartens historie. For det første kan dette afføde flere missioner for at teste grænserne for Mars-flyvning og levedygtigheden af ​​at bruge Mars-helikoptere til missionsbehov. Efter Opfindsomhed skal der være et par andre helikoptermissioner for yderligere at teste andre tekniske spørgsmål: vigtigst af alt, hvor langt kan en Mars-helikopter flyve, hvor højt kan den flyve, og hvad er den maksimale vægt, den kan bære? Hvis disse afstande virkelig er betydelige, kan en helikopter så bruges til at transportere mennesker eller transportere last på Mars? Vi er langt nok fra det punkt, hvor vi vil have svar, men dette er nogle af de spørgsmål, der sandsynligvis vil blive overvejet, når vi udforsker de tekniske grænser for flyvning på Mars.

For det andet, hvad kan en lille helikopter som Ingenuity gøre for at støtte en rover-mission? Mars-rovere kan krydse en begrænset afstand hver sol. En af grundene til dette er, at der er begrænset information om den foreslåede rute for roveren. Højopløselige billeder fra kredsløb understøtter kørsel på Mars, men billeder fra en helikopter kan have meget højere opløsning og kan opnås hurtigt. Billeder fra kredsløb har en meget længere ekspeditionstid. En helikopter bør således være i stand til at give bedre billeder af farer langs en rovers rute: og dette kan hjælpe med at planlægge en længere køretur. For det andet er der dele af landskabet, som rovere ikke kan nå: måske en takket klippe eller en stejl bakke eller lavning. En helikopter kunne formentlig bruges til at lande, lave en hurtig videnskabelig rekognoscering og endda bringe en stenprøve tilbage, som roveren kan analysere.

kim matula og ben goldberg

Bundlinie

Fremtiden for Mars-flyvning åbnede op i mandags. Det bliver endnu en opdagelsesrejse i det næste årti eller to, når vi finjusterer konstruktionen og anvendelsen af ​​Mars-helikoptere.

Del Med Dine Venner: