Helikopterløft på Mars: hva vil fremtiden bringe?

Fremtiden til Mars-fly åpnet seg på mandag. Det kommer til å bli nok en oppdagelsesreise i løpet av det neste tiåret eller to når vi finjusterer konstruksjonen og bruken av Marshelikoptre.

Teamet ved NASAs JPL reagerer etter at Ingenuity (på skjermen) foretar sin første flytur på Mars på mandag. (Kilde: NASA-videoopptak via Reuters)

Da solens første lys flimret gjennom skyene på en kjølig vårmorgen i Washington, lettet et lite helikopter på en kald og øde planet nesten 300 millioner km unna. Nyhetene fra en annen verden så langt unna, ga kanskje et lite jubel bort fra den sterke virkeligheten av epidemien på jorden. Klokken 06:46 EST viste datanedkobling fra Mars at Mars Ingenuity, det lille helikopteret, hadde tatt sin første 40-sekunders flytur hvor den steg ca 3 meter opp i luften.

Nyhetsbrev| Klikk for å få dagens beste forklaringer i innboksen din

Wright Brothers øyeblikk

jimmy iovine verdt

For et par år siden besøkte jeg Kitty Hawk, North Carolina, på vei til en familieferie. Kitty Hawk er en ubeskrivelig by på tuppen av Outer Banks. Det er på Kitty Hawk at et par brødre, Orville og Wilbur Wright, hadde dette overraskende ønsket om å prøve å fly det som skulle bli det første flyet på jorden. Hvis du går hundre år tilbake, på den tiden, enn si å fly, var ikke biler på moten. Det er i 1903 at den første Ford-bilen ble satt sammen: akkurat på den tiden da Wright-brødrene prøvde å fly det første flyet. Derfor er det interessant at mennesker forfulgte ønsket om å fly i en tid da biler var en sjeldenhet. Den primære transportmåten var hester og hestevogner: det var en motstand på den tiden mot å gå over til den hesteløse vognen eller bilen. I likhet med Ingenuity var den første drevne flyturen til Wright Brothers kort (omtrent 12 sekunder). I likhet med oppfinnsomhet visste ingen på det tidspunktet (for den vellykkede flyturen) om eller om flyturen ville forvandle vitenskap og teknologi eller ikke ha noen betydning for historiens gang. For Wright-brødrene vet vi selvfølgelig at flyturen endret menneskelig sivilisasjon. For Mars Ingenuity vet vi selvfølgelig ikke hva som vil skje i fremtiden: uansett vil vi kanskje vite det om et halvt århundre.

Dr Amitabha Ghosh er en planetforsker fra NASA med base i Washington DC. Han har jobbet for flere NASA Mars-oppdrag som startet med Mars Pathfinder-oppdraget i 1997. Han fungerte som leder av Science Operations Working Group for Mars Exploration Rover Mission, og fikk i oppgave å lede taktiske Rover-operasjoner på Mars i mer enn 10 år. Han hjalp til med å analysere den første steinen på Mars, som tilfeldigvis var den første steinen som ble analysert fra en annen planet.

Helikopter i Mars-oppdraget

jeana tomasino nettoverdi

Spol hundre år fremover: Ønsket om å prøve det ambisiøse eksperimentet, på grensen mellom det sinnssyke og det ambisiøse, fordi atmosfæren er så tynn på Mars, kom fra Jet Propulsion Laboratory. På en eller annen måte passet ikke dette eksperimentet med de brede målene til Perseverance Rover som hadde oppgaven med vitenskapelige mål fra å lete etter bevis på liv til å produsere oksygen på Mars. Men tjenestemenn ved NASA-hovedkvarteret tok det lange perspektivet og skrev under på denne ambisiøse teknologien: med en svært viktig betraktning om at teknologidemonstrasjonen kan mislykkes.

Teknisk utfordring: Det er en teknisk utfordring å fly på Mars: atmosfæren har en tetthet på 1 % sammenlignet med atmosfæren på jorden. For å opprettholde flyvningen, må helikopterbladene rotere med 2400 rpm (rotasjoner per minutt) eller omtrent 8 ganger så raskt som et passasjerhelikopter for å fly på jorden. At et helikopter flyr noen meter fra bakken på Mars, tilsvarer at et helikopter flyr 2-3 ganger høyden til Mt Everest. For å gi en kontekst flyr fly som Boeing 747 i 30 000 fot eller omtrent samme høyde som Everest. De beste jagerflyene som SR-71 fra US Air Force, kunne fly så høyt som tre ganger høyden til Mount Everest.

Den andre utfordringen er å designe et fartøy som vil ha sine egne kraft-, kommunikasjons- og mekaniske delsystemer med en så liten massebudsjettbevilgning. Ikke bare trengte dette fartøyet å gå på dette høye turtallet og være avhengig av solcellepaneler for strøm, Ingenuity måtte også overleve den veldig kalde marsnatten som kan være brutal på batterier og datamaskinen ombord.

På dette bildet fra NASA svever NASAs eksperimentelle Mars-helikopter Ingenuity over overflaten til Mars mandag 19. april 2021. Det lille 4-punds helikopteret steg fra den støvete røde overflaten inn i den tynne Mars-luften mandag, og oppnådde den første motordrevne, kontrollerte flyvningen på en annen planet. (NASA via AP)

Ser fremover

For jorden visste ingen om luftfart ville bli utbredt og en del av menneskelivet. Den første sjangeren av kommersielle luftfartsselskaper hadde ikke særlig suksess på 1920-tallet, med å få folk til å fly. Det var verken infrastrukturen eller etterspørselen for å gjøre fly til en massemarkedsbedrift. Luftfart som bransje var ikke for sarte sjeler. Noen kjente industrimenn som Henry Ford gikk inn i sektoren, ble brent og kjente ut, etter å ha mislyktes i å gjøre en kontant positiv forretning. Andre som Indias JRD Tata overlevde de tøffe fødselsveene til kommersiell luftfart og fortsatte med å drive et vellykket flyselskap.

Det er to måter Oppfinnsomhet kan eller ikke kan endre historien til Mars luftfart. For det første kan dette føre til flere oppdrag for å teste grensene for Mars-flyging og levedyktigheten til å bruke Mars-helikoptre for oppdragsbehov. Etter Ingenuity må det være et par andre helikopteroppdrag for å teste andre tekniske spørsmål ytterligere: viktigst hvor langt kan et Mars-helikopter fly, hvor høyt kan det fly, og hva er den maksimale vekten det kan bære? Hvis disse avstandene faktisk er betydelige, kan et helikopter brukes til å transportere mennesker eller frakte last på Mars? Vi er langt nok fra det punktet hvor vi vil ha svar, men dette er noen av spørsmålene som sannsynligvis vil bli vurdert når vi utforsker de tekniske grensene for flyging på Mars.

For det andre, hva kan et lite helikopter som Ingenuity gjøre for å støtte et roveroppdrag? Mars-rovere kan krysse en begrenset avstand hver sol. En av grunnene til dette er at det er begrenset informasjon om den foreslåtte ruten til roveren. Høyoppløselige bilder fra bane støtter kjøring på Mars, men bilder fra et helikopter kan ha mye høyere oppløsning og kan oppnås raskt. Bilder fra bane har mye lengre behandlingstid. Dermed bør et helikopter kunne gi bedre bilder av farer langs en rovers rute: og dette kan hjelpe til med å planlegge en lengre kjøretur. For det andre er det deler av landskapet som rovere ikke kan nå: kanskje en taggete stein eller en bratt bakke eller forsenkning. Et helikopter kan antagelig brukes til å lande, gjøre en rask vitenskapelig rekognosering, og til og med bringe tilbake en steinprøve som roveren kan analysere.

kimora simmons nettoverdi

Bunnlinjen

Fremtiden til Mars-fly åpnet seg på mandag. Det kommer til å bli nok en oppdagelsesreise i løpet av det neste tiåret eller to når vi finjusterer konstruksjonen og bruken av Marshelikoptre.

Del Med Vennene Dine: