Специалисты NASA поделились новостью о значительном прорыве в технологиях: в ходе экспериментов лопасти перспективного марсианского вертолёта впервые преодолели звуковой рубеж, разогнавшись до 1,08 Маха. Этот показатель примерно на треть превышает характеристики предыдущего аппарата Ingenuity, что сулит существенное увеличение грузоподъёмности для будущих воздушных исследователей Красной планеты.
Источник изображения: NASA
Эксперименты проводились в особой вакуумной установке, воссоздающей разрежённую марсианскую атмосферу с давлением, которое примерно в сто раз ниже земного. Это стало серьёзным продвижением в области внеземной авиации, ведь полёты в такой неплотной среде требуют чрезвычайно высоких оборотов винтов и применения нестандартных инженерных подходов.
Новая разработка базируется на опыте успешного марсианского дрона Ingenuity, который в 2021 году выполнил первый в истории управляемый полёт на другой планете. Однако возможности Ingenuity были ограничены его массой и полезной нагрузкой. Для вертолётов следующего поколения инженеры нацелены на повышение грузоподъёмности и увеличение дальности перелётов. Как показывают результаты тестов, переход на сверхзвуковые скорости вращения кончиков лопастей позволяет нарастить подъёмную силу примерно на 30 %, что откроет возможность транспортировки более тяжёлого научного оборудования, аккумуляторов повышенной ёмкости и сложных навигационных систем.
Испытания проводились на различных конфигурациях роторов. Одна из них — трёхлопастная конструкция, другая — двухлопастная система под названием SkyFall. Для достижения нужного эффекта исследователи применяли встречный воздушный поток, создаваемый дополнительным пропеллером (в реальном вертолёте таких винтов должно быть два, чтобы предотвратить вращение аппарата вокруг своей оси), что позволило смоделировать фактические условия движения дрона в марсианской атмосфере. Хотя на Земле преодоление звукового барьера зачастую связано с сильными вибрациями и аэродинамической нестабильностью, эксперименты показали, что конструкция выдерживает экстремальные нагрузки без повреждений. Это подтверждает перспективность технологии для будущих миссий не только на Марс, но и на другие планеты.
Создание таких высокоскоростных роторов открывает перед исследователями Марса новые горизонты. Будущие марсианские дроны смогут не только заниматься аэроразведкой, подобно аппарату Ingenuity, но и перевозить научные приборы, изучать недоступные ущелья, кратеры и пещеры, а также помогать наземным роверам выбирать безопасные траектории. В долгосрочной перспективе подобные технологии могут лечь в основу полноценной системы воздушного транспорта на Марсе, что существенно повысит возможности будущих миссий и приблизит человечество к более масштабному освоению планеты.
Двухлопастной винт продемонстрировал лучшую динамику, выходя на сверхзвуковую скорость быстрее трехлопастного: 3570 оборотов в минуту для двух лопастей против 3750 оборотов в минуту для трех. Благодаря большему диаметру двухлопастного винта его законцовки быстрее достигают заданной скорости. Миссия SkyFall, в честь которой была названа эта пара лопастей, представляет собой запланированный NASA полет к Марсу корабля с ядерной силовой установкой, намеченный на конец 2028 года. Если проект будет реализован, спускаемый аппарат сбросит в воздухе три вертолета, которые, помимо прочих задач, будут искать оптимальное место для высадки человека на Красную планету.
