С тех пор, как братья Райт впервые поднялись в небо 17 декабря 1903 года, испытательные полёты стали важным этапом для любого воздухоплавательного средства. Одно дело — спроектировать летательный аппарат и заставить его летать на бумаге или в компьютерной модели, совсем другое — собрать всё воедино и посмотреть, как он оторвётся от земли.
В конце января 2019 года был испытан летальный аппарат весом около 1,8 кг — марсианский вертолет Mars Helicopter Scout. Это лишь демонстрационная модель, проходящая испытания, при успешном завершении которых она докажет свою состоятельность для «боевого крещения» на Марсе.
Большая часть испытаний, которые проходит лётная модель, демонстрировали, как аппарат сможет функционировать в условиях Марса, учитывая температуры Красной планеты. Сможет ли вертолёт выжить и работать в штатном режиме при низких температурах, в том числе в ночное время, когда отметка термометра может достигать минус 90 °C?
Безусловно, заключительные испытания пройдут в феврале 2021 года, когда вертолёт достигнет поверхности Красной планеты, прочно укрытый марсоходом миссии Mars 2020. Первые полёты будут длиться всего около 90 секунд, но это будет беспилотный полёт на другой планете в миллионах километров от Земли. «Готовясь к первому полёту на Марсе, мы провели более 75 минут испытаний с опытной моделью, которая конструктивно близка к окончательной версии», — говорит Мими Аунг (MiMi Aung), руководитель проекта Mars Helicopter в JPL NASA.
В то время как полёты на вертолётах давно стали обыденность здесь, на Земле, полёты в тонкой марсианской атмосфере за миллионы километров от нашей планеты — это совершенно другое. И создание подходящих условий для испытаний на Земле налагает собственные трудности.
«Плотность марсианской атмосферы составляет около 1% от земной», — говорит Аунг. «Чтобы достичь такой же плотности на Земле, необходимо проводить испытания на высоте свыше 30км. Вы не можете просто пойти в какое-нибудь место и сделать это. Вы должны сами создать условия для испытаний». Аунг и команда Mars Helicopter провели испытания в вакуумной камере шириной 7,62 м в JPL. Сначала команда выкачала из установки весь азот, кислород и другие газы и наполнила камеру углекислым газом — главным ингредиентом марсианской атмосферы.
«Нахождения вертолёта в чрезвычайно тонкой атмосфере — это только часть проблемы», — говорит Тедди Цанетос (Teddy Tzanetos) член команды Mars Helicopter. «Чтобы по-настоящему смоделировать полёт на Марсе, мы должны убрать две трети гравитации Земли, потому что гравитация Марса намного слабее».
Команде удалось достичь подобного эффекта с помощью системы гравитационной разгрузки – ремешка с мотором, прикрепленного к верхней части вертолета для обеспечения бесперебойного натяжения вверх, эквивалентного двум третям гравитации Земли. Команда была обеспокоена тем, как вертолёт поведёт себя в ходе первого испытательного полёта, но также они переживали, как поведёт себя система гравитационной разгрузки.
«Система гравитационной разгрузки сработала отлично, как и сам вертолет», — говорит Цанетос. «Нам потребовалось поднять аппарат в воздух лишь на 5 см для получения необходимых данных, подтверждения работоспособности и жизнеспособности конструкции для полётов в марсианской атмосфере. Да! Это был первый полёт!» На следующий день испытания в вакуумной камере продолжились.
«В следующий раз мы летим на Марс», — говорит Аунг.
«Наблюдая за тем, как наш вертолет летит внутри камеры, меня не покидала мысль о прошлых аппаратах, чьи испытания также проходили в этой камере, среди них: аппараты серии Ranger, Voyager 1, Voyager 2, Cassini и каждый из марсоходов. Видеть, как наш вертолёт находится там же, заставляло ощущать меня, что мы на пути к тому, чтобы стать кусочком космической истории».
Mars Helicopter Scout будет запущен с миссией Mars 2020 на ракете ULA Atlas V в июле 2020 года. Ожидается, что марсоход достигнет Марса в феврале 2021 года.
Источник: jpl.nasa.gov
Перевод: Артур Арушанян
