NASA впервые разогнала роторы марсианского вертолёта быстрее скорости звука – 3750 оборотов в минуту

NASA подтвердила успешное испытание двух роторных систем нового поколения, предназначенных для полётов на Марсе. Лопасти достигли беспрецедентных скоростей вращения, впервые в истории преодолев звуковой барьер в условиях, имитирующих марсианскую атмосферу.

Тесты проходили в космическом симуляторе Лаборатории реактивного движения (JPL). Две роторные системы – двухлопастная и трёхлопастная – достигли скоростей на концах лопастей в 1,08 Маха и 0,98 Маха соответственно, после чего дополнительный встречный поток воздуха вывел обе конструкции за пределы звукового барьера.

Максимальная скорость вращения составила 3750 оборотов в минуту – примерно в десять раз быстрее, чем у большинства современных вертолётов.

Такие экстремальные показатели необходимы для создания достаточной подъёмной силы в сверхразрежённой атмосфере Марса, плотность которой составляет лишь около 1% от земной.

Роторы были совместно разработаны NASA и компанией AeroVironment в рамках миссии SkyFall. Этот амбициозный план предполагает отправку нескольких исследовательских винтокрылых аппаратов на Красную планету.

Запуск миссии намечен на декабрь 2028 года. Космический аппарат доставит на Марс три вертолёта нового поколения. После посадки вертолёты отправятся в разные регионы планеты для независимых исследовательских полётов, используя посадочный модуль в качестве базы связи и управления.

SkyFall станет лишь вторым случаем, когда NASA проводит исследование Марса с помощью летательного аппарата. Первопроходцем стал марсианский вертолёт Ingenuity, развёрнутый в 2021 году.

Маленький винтокрыл с лопастями из углеродного волокна добирался до мест, недоступных наземным марсоходам вроде знаменитого Perseverance. Изначально Ingenuity планировался всего на пять полётов, но в итоге совершил 72 вылета, а самый длинный из них покрыл расстояние около 700 метров.

Главным препятствием для воздушных исследований Марса всегда оставалась атмосфера. Ingenuity справлялся с этой проблемой, разгоняя концы лопастей до скорости около 0,7 Маха – с запасом прочности. Однако при всех своих достижениях аппарат был размером с коробку салфеток, весил всего 1,8 кг и не нёс никакой полезной нагрузки – ни научных приборов, ни оборудования связи.

Очевидным решением были более крупные летательные аппараты, но увеличение размеров создаёт больше аэродинамического сопротивления и требует значительно большей тяги. Теоретически необходимую тягу можно получить на околозвуковых скоростях вращения роторов, но до сих пор лопасти рисковали разрушиться при таких экстремальных нагрузках.

Шанна Уитроу-Мейзер, аэродинамик NASA и участница команды испытателей, отметила:

Успешное испытание этих роторов стало важным шагом к доказательству возможности полётов в более сложных условиях, что критически важно для аппаратов нового поколения. Мы думали, что нам повезёт, если удастся достичь 1,05 Маха, а в последних запусках мы вышли на 1,08 Маха. Мы всё ещё анализируем данные, и, возможно, удастся получить ещё больше тяги. Вертолёты нового поколения будут потрясающими.

Сверхзвуковая роторная технология NASA может позволить создать значительно более крупные исследовательские аппараты, способные нести более ёмкие батареи для длительных миссий, продвинутые научные инструменты и улучшенные системы связи.

Марсоход Curiosity несколько дней пытался освободиться от застрявшего камня на Марсе

По поверхности Марса стремительно "расползается" тёмное пятно в регионе равнины Утопия

По данным NASA, вертолёты миссии SkyFall будут выполнять низковысотные разведывательные полёты, собирая научные данные и прокладывая путь для будущих роботизированных и, возможно, пилотируемых экспедиций на Марс.