Όπως αναφέρεται, για πρώτη φορά στην ιστορία, δύο “κόσμοι”, δηλαδή πλανήτες είναι το σπίτι για τη δοκιμή μελλοντικών σχεδίων αεροσκαφών. Σε αυτόν τον κόσμο, ένας νέος ρότορας που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε ελικόπτερα Mars επόμενης γενιάς, δοκιμάστηκε πρόσφατα στο Jet Propulsion Laboratory ( JPL ) της NASA στη Νότια Καλιφόρνια, περιστρεφόμενος με σχεδόν υπερηχητικές ταχύτητες (0,95 Mach). Εν τω μεταξύ, το ελικόπτερο Ingenuity Mars του οργανισμού πέτυχε νέα ρεκόρ ύψους και ταχύτητας αέρα στον Κόκκινο Πλανήτη στο όνομα πειραματικών δοκιμών πτήσης.

Εφευρετικότητα: Γεφυρώνοντας τη Γη και τον Άρη

«Οι δοκιμές ελικοπτέρων επόμενης γενιάς στον Άρη είχαν κυριολεκτικά τα καλύτερα και των δύο κόσμων», δήλωσε ο Teddy Tzanetos, διευθυντής έργου και διευθυντής του Ingenuity για τα Mars Sample Recovery Helicopters. «Εδώ στη Γη, έχετε όλα τα όργανα και την πρακτική αμεσότητα που θα μπορούσατε να ελπίζετε κατά τη δοκιμή νέων εξαρτημάτων αεροσκαφών. Στον Άρη, έχετε τις πραγματικές συνθήκες εκτός κόσμου που δεν θα μπορούσατε ποτέ να αναδημιουργήσετε πραγματικά εδώ στη Γη». Αυτό περιλαμβάνει μια λεπτή ατμόσφαιρα και σημαντικά λιγότερη βαρύτητα από ό,τι στη Γη.

Προηγμένη τεχνολογία Rotor για Εξερεύνηση Άρη

Τα πτερύγια ρότορα από ανθρακονήματα επόμενης γενιάς που δοκιμάζονται στη Γη είναι σχεδόν 4 ίντσες (πάνω από 10 εκατοστά) μακρύτερα από αυτά του Ingenuity, με μεγαλύτερη αντοχή και διαφορετικό σχεδιασμό. Η NASA πιστεύει ότι αυτές οι λεπίδες θα μπορούσαν να ενεργοποιήσουν μεγαλύτερα, πιο ικανά ελικόπτερα του Άρη. Η πρόκληση είναι, ότι καθώς οι άκρες των λεπίδων πλησιάζουν σε υπερηχητικές ταχύτητες, οι αναταράξεις που προκαλούν δονήσεις, μπορούν γρήγορα να ξεφύγουν από τον έλεγχο.

Προσομοίωση των συνθηκών του Άρη στη Γη

Για να βρουν ένα χώρο αρκετά μεγάλο για να δημιουργήσουν μια ατμόσφαιρα του Άρη στη Γη, οι μηχανικοί κοίταξαν τον προσομοιωτή διαστήματος πλάτους 25 ποδιών, ύψους 85 ποδιών (8 μέτρα επί 26 μέτρα) της JPL – ένα μέρος όπου οι Surveyor , Voyager και Το Cassini πήρε την πρώτη του γεύση από περιβάλλοντα που μοιάζουν με το διάστημα. Για τρεις εβδομάδες τον Σεπτέμβριο, μια ομάδα παρακολούθησε αισθητήρες, μετρητές και κάμερες καθώς οι λεπίδες άντεχαν την κίνηση σε ολοένα και υψηλότερες ταχύτητες και μεγαλύτερες γωνίες.

Ένα σύστημα διπλού ρότορα για την επόμενη γενιά ελικοπτέρων Mars δοκιμάζεται στον Προσομοιωτή

«Γυρίσαμε τις λεπίδες μας μέχρι τις 3.500 σ.α.λ., δηλαδή 750 στροφές ανά λεπτό πιο γρήγορα από ό,τι οι λεπίδες Ingenuity», δήλωσε ο Tyler Del Sesto στην JPL. «Αυτές οι πιο αποτελεσματικές λεπίδες είναι πλέον κάτι περισσότερο από μια υποθετική άσκηση. Είναι έτοιμοι να πετάξουν».

Περίπου την ίδια στιγμή, και περίπου 100 εκατομμύρια μίλια (161 εκατομμύρια χιλιόμετρα) μακριά, το Ingenuity έλαβε εντολή να δοκιμάσει πράγματα που η ομάδα του Mars Helicopter δεν φανταζόταν ποτέ ότι θα κατάφερνε να κάνει.

Πρωτοφανή επιτεύγματα του Ingenuity

Ήταν αρχικά προγραμματισμένο να πετάξει όχι περισσότερες από πέντε φορές. Με την πρώτη του πτήση να μπαίνει στο ημερολόγιο της αποστολής πριν από δυόμισι χρόνια, το ελικόπτερο έχει ξεπεράσει την προγραμματισμένη αποστολή 30 ημερών κατά 32 φορές και έχει πετάξει 66 φορές. Κάθε φορά που το Ingenuity μεταφέρεται στον αέρα, καλύπτει νέο έδαφος, προσφέροντας μια προοπτική που καμία προηγούμενη πλανητική αποστολή δεν μπορούσε να επιτύχει.

Ο Håvard Grip, επικεφαλής πιλότος του ελικοπτέρου Ingenuity Mars της NASA, καταγράφει τις λεπτομέρειες κάθε πτήσης στο ημερολόγιο της αποστολής, The Nominal Pilot’s Logbook for Planets and Moons, μετά από κάθε πτήση.

«Τους τελευταίους εννέα μήνες, διπλασιάσαμε τη μέγιστη ταχύτητα και υψόμετρο, αυξήσαμε το ρυθμό κάθετης και οριζόντιας επιτάχυνσης και μάθαμε ακόμη να προσγειώνουμε πιο αργά», δήλωσε ο Travis Brown, επικεφαλής μηχανικός της Ingenuity στην JPL. «Η επέκταση φακέλου παρέχει ανεκτίμητα δεδομένα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από σχεδιαστές αποστολών για μελλοντικά ελικόπτερα του Άρη».

Πλοήγηση στις προκλήσεις της Αρειανής πτήσης

Περιορισμένες από τη διαθέσιμη ενέργεια και τη θερμοκρασία κινητήρα, οι πτήσεις Ingenuity συνήθως διαρκούν περίπου δύο έως τρία λεπτά. Αν και το ελικόπτερο μπορεί να καλύψει περισσότερο έδαφος σε μία πτήση πετώντας πιο γρήγορα, η πολύ γρήγορη πτήση μπορεί να προκαλέσει σύγχυση στο σύστημα πλοήγησης. Το σύστημα χρησιμοποιεί μια κάμερα που αναγνωρίζει πέτρες και άλλα χαρακτηριστικά επιφάνειας καθώς κινούνται μέσα στο οπτικό του πεδίο. Εάν αυτά τα χαρακτηριστικά συρρέουν πολύ γρήγορα, το σύστημα μπορεί να χάσει το δρόμο του.

Έτσι, για να επιτύχει υψηλότερη μέγιστη ταχύτητα εδάφους, η ομάδα στέλνει εντολές στο Ingenuity να πετάξει σε μεγαλύτερα υψόμετρα (οι οδηγίες αποστέλλονται στο ελικόπτερο πριν από κάθε πτήση), κάτι που διατηρεί τα χαρακτηριστικά στη θέα για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Η πτήση 61 σημείωσε νέο ρεκόρ υψομέτρου 78,7 ποδιών (24 μέτρα) καθώς έλεγξε τα μοτίβα του αρειανού ανέμου. Με το Flight 62 Ingenuity σημείωσε ρεκόρ ταχύτητας 22,3 mph (10 μέτρα ανά δευτερόλεπτο) – και ανίχνευσε μια τοποθεσία για την επιστημονική ομάδα του Rover Perseverance.

Η ομάδα πειραματίστηκε επίσης με την ταχύτητα προσγείωσης του Ingenuity. Το ελικόπτερο σχεδιάστηκε για να έρχεται σε επαφή με την επιφάνεια με σχετικά γρήγορη ταχύτητα 2,2 mph (1 mps), έτσι ώστε οι εποχούμενοι αισθητήρες του να μπορούν εύκολα να επιβεβαιώσουν το touchdown και να κλείσουν τους ρότορες πριν μπορέσει να αναπηδήσει ξανά στον αέρα. Ένα ελικόπτερο που προσγειώνεται πιο αργά θα μπορούσε να σχεδιαστεί με ελαφρύτερο εξοπλισμό προσγείωσης. Έτσι, στις πτήσεις 57, 58 και 59 του έδωσαν μια περιστροφή, δείχνοντας ότι το Ingenuity μπορούσε να προσγειωθεί με ταχύτητες 25% πιο αργές από ό,τι το ελικόπτερο είχε σχεδιαστεί αρχικά για να προσγειώνεται.

Μελλοντικά σχέδια

Όλες αυτές οι δοκιμές στον Άρη δεν έχουν τελειώσει. Τον Δεκέμβριο, μετά από ηλιακή σύζευξη, η Ingenuity αναμένεται να πραγματοποιήσει δύο πτήσεις υψηλής ταχύτητας κατά τις οποίες θα εκτελέσει ένα ειδικό σετ γωνιών pitch and-roll σχεδιασμένες για να μετρούν την απόδοσή του.

«Τα δεδομένα θα είναι εξαιρετικά χρήσιμα για την τελειοποίηση των αερομηχανικών μας μοντέλων για το πώς συμπεριφέρονται τα στροφεία στον Άρη», είπε ο Μπράουν. «Στη Γη, τέτοιες δοκιμές γίνονται συνήθως στις πρώτες πτήσεις. Αλλά δεν είναι εκεί που πετάμε. Πρέπει να είστε λίγο πιο προσεκτικοί όταν λειτουργείτε τόσο μακριά από το πλησιέστερο συνεργείο επισκευής, γιατί δεν έχετε δεύτερες ευκαιρίες.»

Περισσότερα για το Ingenuity

Το Ingenuity ξεκίνησε τη ζωή του στον Άρη ως επίδειξη τεχνολογίας. Πέταξε για πρώτη φορά στις 19 Απριλίου 2021, αιωρούμενο 10 πόδια (3 μέτρα) για 30 δευτερόλεπτα. Τέσσερις ακόμη πτήσεις σε ισάριθμες εβδομάδες πρόσθεσαν 499 δευτερόλεπτα και είδαν το ελικόπτερο να πετάει οριζόντια πάνω από την επιφάνεια για 1.171 πόδια (357 μέτρα). Αφού απέδειξε ότι η πτήση ήταν δυνατή στον Άρη, το Ingenuity εισήλθε σε μια φάση επίδειξης επιχειρήσεων τον Μάιο του 2021 για να δείξει πώς ο εναέριος εντοπισμός θα μπορούσε να ωφελήσει τη μελλοντική εξερεύνηση του Άρη και άλλων κόσμων.

(photo: pixabay)