Önümüzdeki yıl şubat ayında, insan uçakları ilk kez başka bir gezegenin gökyüzünde uçacak
Mars Helikopter İzci (MHS; Mars Helikopter İzci) Esas olarak NASA Jet Tahrik Laboratuvarı'nın öncülüğünde geliştirilen bir tür "robot" helikopterdir. Tasarım amacı, bilim adamlarının ilgisini çeken Mars hedeflerinin keşfi için ilgili teknolojiyi test etmek ve doğrulamaktır.Ayrıca, Mars helikopter keşfi Bing ayrıca, "yeni nesil Mars gezgini için en iyi rotayı planlama" gibi önemli bir görevi üstlenmelidir.
Özünde, Mars Helicopter Scout küçük bir insansız helikopterdir. Mevcut ABD Mars stratejisine göre MHS, "Mars 2020 Rover" (Mars 2020 Rover) programı parçası. Planın ilk aşamalarında teknik gösteri ve doğrulama uçağı olarak 30 günlük test süresi boyunca 5 kez uçması bekleniyor. Her uçuş süresi 3 dakikayı geçmeyecek ve yerden yükseklik 3 metre ile 10 metre arasında ancak her uçuşun maksimum mesafesi yaklaşık 600 metre olacak. Uçak, tüm yol boyunca otonom olarak uçuyor ve her inişten sonra otomatik olarak "Mars 2020" sondası ile geçecek.
Resim ABD'nin "Mars 2020" yer sondasını gösteriyor
Mars helikopter keşiflerinin performansı beklendiği gibi çalışırsa, NASA uçağa dayalı gelecekteki ABD Mars stratejik görevleri için daha spesifik tasarımlar yapabilir. Tüm Mars Helikopter İzci Projesinin lideri, NASAnın "MIMI Aung "udur. Aungun liderliğinde, projenin ana ekibi AeroVironment, NASA Ames Araştırma Merkezi ve NASA Langley Araştırma Merkezinden oluşmaktadır.
Kendi kendini finanse etmekten destek almaya - kısa bir tarihçe ve Mars helikopter gelişiminin hedefleri
NASAnın Jet Tahrik Laboratuvarı ve California Teknoloji Enstitüsü, havadan keşif görevlerini gerçekleştirmek için Mars 2020 sondası ile çalışabilen bir robot geliştirme olasılığını araştırıyor ve bu hava robotunu 2014 yılında ilk kez halka açtı ( İnsansız helikopter) konsept tasarımı. 2016 ortasına kadar, keşif projesi ekibi, bu helikopterin geliştirilmesinin normal şekilde gerçekleştirilmesini sağlamak için 15 milyon ABD doları hibe talep etti. 2017'nin sonunda, bu "benzeri görülmemiş" insansız helikopterin mühendislik modeli, simüle edilmiş bir Mars atmosferinde test edildi ve diğer ilgili test modelleri de daha kapsamlı testler için Kuzey Kutbu'na yerleştirildi, ancak şimdiye kadar Amerika Birleşik Devletleri Hükümet, bu Mars helikopterini Mars keşif projesine alenen dahil etmedi ve resmi olarak bunun için kamuya açık bir fon tahsis etmedi.
Mars Helikopteri tasarım ekibinin ve Mars Helikopteri'nin ana bilim adamı
Mart 2018'de dönüm noktası geldi. ABD federal hükümet bütçesi, Mars helikopteri projesi için 23 milyon ABD doları ayırdı. Aynı yılın Mayıs ayında, bu tür bir helikopterin geliştirildiğini duyurdu ve ilgili test çalışmalarını gerçekleştirdi ve resmi olarak " "Mars 2020 sondası" proje görevi.
Şu anda, Mars helikopter izci kapsamlı uçuş dinamikleri ve Mars çevresel uyumluluk testlerinden geçti ve Ağustos 2019'da Mars gezgininin altına kurulan test çalışmasını gerçekleştirdi. Uçak 1,8 kg'dan daha hafif ve mevcut tasarıma göre 5 kata kadar uçabiliyor.
Personel, Mars helikopterini "Mars 2020" sondasının altına kurdu
Mars Helicopter Scout'un, NASA'nın Jet Propulsion Laboratuvarı tarafından tasarlanmış bir gösteri ve doğrulama aracı olduğu söylenebilir. Asıl amacı, bu teknolojinin Mars atmosferinde gerçekten güvenli ve güvenilir bir uçuş sağlayıp sağlayamayacağını değerlendirmektir. İyi Mars yüzey haritalama çalışması ve Amerika Birleşik Devletleri'nin gelecekteki Mars keşif görevi denetleyicileri için daha fazla bilgi sağlamak, algılama rotasını planlamalarına ve tehlikeden kaçınmalarına yardımcı olmak ve sondanın gerçekten de sondanın "endişesine" layık olduğunu belirlemek için yer Mars sondasının ilerleyiş rotasına rehberlik etmek Yer. Mars helikopteri, yörünge görüntüsünün çözünürlüğünden yaklaşık 10 kat daha yüksek bir üstten görünüm görüntüsü sağlayabilecek ve gezginin kamerası tarafından engellenebilecek bazı Marslı ortam özelliklerini gösterecek. Amerikalı bilim adamlarının tahminlerine göre, Mars helikopter gözcüleriyle donatıldıktan sonra, yerde hareket eden Mars gezgini daha güvenli bir şekilde üç kat daha hızlı seyahat edecek.
Mars Helikopter Keşif Aracı'nın keşif çalışmaları, ABD dünya dışı uzay aracının geliştirilmesinin temelini attı ve gelecekte Mars atmosferinde veya diğer hedef gezegenlerde uçmak için daha güçlü helikopterler geliştirmenin yolunu açtı.
Ultra geleneksel koaksiyel ikiz rotorlar - Mars helikopterinin tasarımı
Bu helikopter, yaklaşık 1,1 metre çapında ters çevrilmiş bir koaksiyel rotor kullanır. Ana görev yükü, bir dizi yüksek çözünürlüklü aşağı bakan kamera ve bir dizi iletişim sistemidir. Kameralar navigasyon, iniş rehberliği ve arazi bilimi için kullanılabilir. Ölçüm için, iletişim sistemi esas olarak verileri Mars 2020 gezicisine iletmek için kullanılır. Mars Helicopter Scout, esasen bir havacılık aracı olmasına rağmen, fırlatma sırasında yerçekimindeki değişikliklere ve daha yüksek titreşim seviyelerine dayanabilmesi için, tamamen uzay aracı standartlarına uygun olarak üretilmektedir.Ayrıca, uçak da miras Mars'ın soğuk ortamında çalışan radyasyondan korunma sistemi.
Personel, bu Mars helikopterinin hatalarını ayıklıyor
Mars'ın kararsız manyetik alanı nedeniyle, pusulayı navigasyon için kullanmak imkansızdır, bu nedenle Mars helikopter gözlemcisi, NASA'nın Jet Tahrik Laboratuvarı tarafından üretilen görsel atalet navigasyon sistemini miras alacak ve ardından navigasyonu elde etmek için güneşin konumunu izlemek için kamerayı kullanacaktır. Ayrıca uçakta jiroskop, görsel kilometre sayacı, eğim sensörü, altimetre ve tehlike dedektörü gibi bazı sensör giriş cihazları da bulunuyor. Pilleri şarj etmek için güneş panelleri kullanacak.Şu anda mevcut olan bilgilerden yola çıkarak, bu piller Sony tarafından üretilen 2Ah etiket kapasitesine sahip altı lityum iyon pil olacak.
Mars helikopter modeli test rüzgar tünelinde ilk kez havalanıyor
Mevcut Mars Helicopter Scout, özellik izleme yoluyla hızı tahmin ederek görsel navigasyonu gerçekleştiren bir modülü devralan bir Snapdragon işlemci ve Linux tabanlı bir işletim sistemi kullanıyor. Merkezi işlem birimi, Mars keşif görevi için gerekli uçuş kontrol işlevlerini gerçekleştirmek üzere iki uçuş kontrol sistemi mikroişlemci birimine bağlanmıştır. Uçak ile Mars 2020 sondası arasındaki iletişim, sonda ve helikopter üzerine kurulu standart 900 MHz yonga seti olan Zig-Bee adlı bir telsiz iletişim hattı üzerinden gerçekleştiriliyor. Bu iletişim sisteminin tasarım standardı, verileri saniyede 250 kilobit hızında iletmektir ve iletim mesafesi 1.000 metreye kadar çıkabilir.
Birlikte çalışan Mars Helicopter Scout ve Mars 2020 sondasının sanatsal konsept çizimi
Mars Helicopter Scout, Mars'a gitmek için Mars 2020 gezgininin altına takılacak ve indikten sonra 60 ila 90 Mars gün arasında Mars yüzeyine konuşlandırılacak. Ardından, keşif aracı uçaktan 100 metre uzakta olduktan sonra, Mars Helicopter Scout Uçuş test çalışması başlayacak.
NASA'nın Mars helikopterinin en son ilerlemesi olan ön geliştirme tamamlandı
NASA tarafından yayınlanan en son araştırma literatürüne göre, en son odaklandıkları odak, Marslı bir helikopterin uçan mekaniğinin modellenmesi ve tanımlanmasıdır. "Mars 2020 sondası" projesinin ilerlemesiyle, NASA'nın bu tür bir helikopterin geliştirilmesine yönelik gereksinimleri giderek daha acil hale geliyor. Bir helikopter için, Mars'ın benzersiz aşırı ince atmosferik koşulları nedeniyle, bu koşullarda uçmak oldukça zordur.Bazı okuyucular, Mars'ın yüzey atmosferi çok ince olmasına rağmen, Mars'ın düşük yerçekimi olmadığını söyleyebilir mi? Aslında, Mars'ın yerçekimi nispeten küçüktür, ancak bu yerçekimi azalmasının büyüklüğü, atmosferin incelmesinin getirdiği olumsuz etkilerden çok daha azdır ki bu, aynı zamanda Mars helikopterlerinin yüzleşmesi gereken önemli bir sorundur.
Deneyde, Mars helikopteri konsolun üzerine monte edildi
NASA'nın son araştırması, bu tür aşırı atmosferik koşullarda uçan Mars helikopterlerinin uçuş dinamikleri ve manevra kabiliyeti sorunlarına, özellikle de Dünya'dan oldukça farklı olan tipik dinamik sorunlarına özel önem verdi. NASA bilim adamları, 2016 yılında gerçekçi bir ortamda gerçekleştirilen test tipi Mars helikopterinin deneysel çalışmasına dayanarak, ilgili problemler için matematiksel modeller oluşturdu ve simülasyonlar gerçekleştirdi ve ilgili yöntemlerin model doğrulamasını ve sistem tanımlamasını gerçekleştirdi.
Mars helikopterinin 3 boyutlu modelinin ve referans koordinat sisteminin şematik diyagramı
Bu araştırmayla ilgili matematiksel modelleme yöntemleri ve özel test teknikleri ayrıntılı olarak tartışılmayacaktır.Burada esas olarak NASA bilim adamlarını tanıtıyoruz. Analiz sonucu:
Mars helikopterleri ile Dünya üzerindeki tipik helikopterler arasında, rotor ile gövde arasındaki mesafe farklı kabul edilebilir ve tüm uçağın ağırlığı ve rotorun ataleti dahil olmak üzere uçuş mekaniğini etkileyecek birçok yönden büyük farklılıklar vardır. Miktar olarak da büyük farklılıklar var;
Aerodinamik sönümlemenin olmaması nedeniyle, rotoru güçlendirerek rotor-gövde modunu daha yüksek frekanslara çıkarmak için bir yöntem getirildi;
Ayrıca aerodinamik sönümlemenin olmamasıyla ilgili olarak, periyodik giriş ve rotor yanıtı arasındaki gecikme fazı açısı da azalır, bu da periyodik değişken adım girişinin yanıtını değiştirir ve hem seviye uçuşunu hem de içeri akış gradyanını etkiler;
Düşük yerçekimi ortamında çalıştığı için, dönme ve öteleme arasındaki dinamik mekanik bağlantı ilişkisi de değişti.
Benzer sistemler altında karşılık gelen araştırma çalışmalarının olmaması ve Mars ortamını dünya yüzeyinde simüle etmek kolay olmadığından, yukarıda bahsedilen farklılıklar kapalı döngüleri kontrol etmek için büyük zorluklardır. Yine de araştırmacıların aralıksız çabaları ile Mars helikopter sistemi tanımlama ve serbest uçuş gösteri doğrulama çalışması başarıyla tamamlanmış ve böyle bir helikopterin Mars atmosferinde kontrol edilebilmesinin fizibilitesi de doğrulanmıştır. Helikopter nihayet Mars 2020 misyonuna katıldı ve temeli attı.
Rüzgar tüneli testinde Mars helikopteri
Araştırmanın bu kısmına dayanarak, NASA bilim adamları için bir sonraki adım, daha büyük bir Mars helikopteri mühendislik geliştirme modeli inşa etmek ve ardından ileri uçuş dahil olmak üzere özel olarak inşa edilmiş bir Mars çevresel rüzgar tünelinde ilgili uçuş testlerini yapmak olacaktır. Çeşitli uçuş koşulları, sadece testin havada asılı kalması değil. Bu noktada, Mars Helicopter Scout'un (yani bu yıl Mars'a konuşlandırılacak olan) uçuş modeli kapsamlı testlerden geçirildi ve "Mars 2020 Rover" a entegre edilecek.
10 Mart 2020'de NASA'nın Mars helikopteri Florida'daki Kennedy Uzay Merkezi'nde bir test sırasında görüldü. Resim: © NASA / Cory Huston)
Mars 2020 görevinin tüm bileşenleri şu anda NASA'nın Florida'daki Kennedy Uzay Merkezi'nde son fırlatma öncesi testlerinden geçiyor. Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi yaptığı açıklamada, bu bileşenlerin, kalite özelliklerini doğrulamak için yakın zamanda bir testi tamamlayan seyir aşaması uçakları ve helikopterleri içerdiğini söyledi.
Bu helikopter üzerinde yapılan son testler, kanatların fırlatmadan önce son kez döndürülmesini içeriyordu ve bu süre zarfında test hava kilidinde saniyede 50 kez dönüyordu. Her şey yolunda giderse, bu Marslı helikopterin bıçakları 2021'de bir ara Mars'ta dönecek.
Mars 2020 yaz lansman penceresini karşılamak, NASA'nın en önemli önceliklerinden biridir, ancak ajansın merkezlerinin çoğu, yeni koronavirüsün yayılmasını yavaşlatmak amacıyla saha çalışmalarını kapattı. Mars ve Dünya'nın karmaşık düzenlemesi nedeniyle, ajans bu yaz fırlatma penceresini kaçırırsa, tekrar denemeden önce iki yıl beklemek zorunda kalacak. Avrupa Uzay Ajansı ve Rusya'nın ortaklaşa yürüttüğü Mars görevi bu kaderle zaten karşılaştı.
Tekrar vurgulanması gereken şey, bu Mars helikopterinin kendisinin sadece bir teknoloji gösteri ve doğrulama makinesi olduğu ve amacının Amerika Birleşik Devletleri'nin daha güçlü bir uzaylı uzay aracı yapması için temel oluşturmak olduğu. Bu daha güçlü "geleceğin helikopterleri", "daha iddialı" görevleri gerçekleştirmek için dünya dışı gezegenlere ve atmosferlere sahip uydulara konuşlandırılacak.
Mars helikopteri gösteri ve doğrulama modeli
Amerikalı bilim adamlarının tahminlerine göre, yeni nesil "Martian Rotorcraft" ın toplam ağırlığı 5 ila 15 kg arasında olabilir ve etkili bilimsel ekipman yükü 0,5 ila 1,5 kg arasında olabilir. Gelecekteki bu araçlar, yörünge araçlarıyla doğrudan iletişim kurabilir ve ayrıca yer sondalarından bağımsız olarak kendi görevlerini yerine getirebilecekleri umulmaktadır. Bu geleceğin helikopterleri, bilim adamlarının her zaman mikroorganizmaların hayatta kalma olasılığının yüksek olduğuna inandıkları çıplak permafrost veya kriyosfer gibi özel alanları keşfetmek için de kullanılabilir.
Mars helikopterlerinin gelecekte Mars'ta küçük ölçekli numuneleri hızlı bir şekilde almak ve daha sonra Mars numune kaldırıcıları gibi araçlar vasıtasıyla Dünya'ya geri götürmek için kullanılacağı düşünülüyor.
