Вертолет для сбора образцов с Марса
Вертолеты НАСА в миссии по извлечению образцов с Марса

Вертолет для сбора образцов с Марса [1]
Часть программы NASA-ESA по возвращению образцов с Марса
Роботизированный вертолет на поверхности Марса собирает образцы.
Рисунок художника, на котором изображен один из вертолетов для сбора образцов с Марса, собирающий пробирки с образцами Mars 2020 со склада, в то время как Mars Science Helicopter и Ingenuity летят над Марсом.
ТипВнеземной автономный беспилотный летательный аппарат вертолет
ВладелецНАСА
ПроизводительЛаборатория реактивного движения
Технические характеристики
Размеры131 см × 49 см × 52 см (52 дюйма × 19 дюймов × 20 дюймов) [2]
Сухая масса2,26 кг (5,0 фунтов)
Власть6 литий-ионных аккумуляторов Sony VTC-4 с солнечной батареей ; типичная входная мощность двигателя: 350 Вт [3]
История
Развернуто
Марсианские вертолеты НАСА

Вертолеты для сбора образцов с Марса — это пара роботизированных беспилотных вертолетов , разрабатываемых инженерами американской компании AeroVironment Inc. и предложенных в марте 2022 года в качестве средства доставки образцов марсианского грунта из хранилищ образцов, созданных марсоходом Perseverance, к месту расположения посадочного модуля для сбора образцов (SRL), который загрузит эти образцы на марсианский подъемный аппарат (MAV), который, в соответствии с программой NASA-ESA по возврату образцов с Марса , доставит их на низкую марсианскую орбиту для будущего возвращения на Землю. [5]

В январе 2024 года аналогичный предложенный план НАСА был оспорен из-за бюджетных и плановых соображений, и был принят новый план капитального ремонта. [6]

Предыстория проекта

Пока марсоход Perseverance собирает и хранит образцы на Марсе, ученые и техники JPL разрабатывают вертолеты, которые их извлекут. План возник в июне 2022 года, когда для кампании MSR понадобился вертолет для извлечения трубок с образцами, и это привело в действие вертолеты для извлечения образцов.

Дизайн

Пересмотр архитектуры возвращения образцов на Марс
Концепция вертолета для возвращения образцов с Марса

Вертолеты для сбора марсианских образцов разрабатываются компанией AeroVironment, Inc. на основе технологии, которую они ранее продемонстрировали на коаксиальном вертолете Ingenuity в составе марсохода NASA Perseverance . В отличие от «демонстратора технологий» Ingenuity , вертолеты для сбора образцов будут иметь роторы на ~10 сантиметров (3,9 дюйма) длиннее с 3500 об/мин, [7] будут иметь грузоподъемность 280 г (9,9 унций), небольшую руку-манипулятор с двухпальцевым захватом и самоходные колесные шасси (каждое шириной ~2 см (0,79 дюйма) с внешним диаметром ~10 см (3,9 дюйма)), что позволит им сворачиваться, захватывать образец и лететь к возвращаемому аппарату. [8]

Ключевые компоненты были модифицированы на основе уроков, извлеченных из Ingenuity . Аспекты полета, включая скорость, время полета, дальность такие же, как и на Ingenuity. Увеличится удельная мощность устройства, для чего будет увеличена площадь солнечной панели и емкость аккумуляторов. Система управления верхним винтом будет несколько упрощена, а мощность двигателя увеличится. Габариты вертолета будут немного больше. Всего планируется отправить на Марс две такие машины. [9] Наряду с этим, высокопроизводительные процессоры, обеспечивающие автономность, беспрецедентную мобильность как при полете, так и при вождении, и настоящую возможность манипуляции с помощью руки робота , могут обеспечить гораздо больше, чем извлечение пробирки с образцом. [10]

Модель вертолета для сбора образцов, испытывающая свои колеса, элемент, отсутствующий в Ingenuity

Дальность полета вертолетов составит 700 м (2300 футов), но по планам посадочный модуль должен находиться в пределах 50 м (160 футов) от «хранилища», где будут размещаться образцы. Каждая пробирка для образцов весит около 150 граммов. [11] [12]

Концепция

Художественное представление кампании по поиску образцов Ingenuity -класса

Промежуточной транспортировкой собранных образцов по поверхности Марса изначально занималось Европейское космическое агентство (ЕКА), включившее этот проект в свою программу ExoMars . Миссия Mars 2020 высадила марсоход Perseverance , на котором хранятся образцы, которые будут впоследствии возвращены на Землю. Однако из-за неоднократных переносов сроков уже в ноябре 2021 года NASA пришло к необходимости отложить доставку образцов и оценить риски, заложенные в самой схеме доставки, в июле 2022 года. Решение было принято на основе успеха Ingenuity .

Миссия NASA-ESA Mars Sample Return не будет включать марсоход ESA Sample Fetch Rover и связанный с ним второй посадочный модуль, а вместо этого будет использовать один посадочный модуль с вертолетами и подъемной ракетой, которая доставит образцы на орбитальный аппарат, откуда они будут запущены обратно на Землю. Планировщики миссии предполагают, что Perseverance сам извлечет образцы, которые он ранее хранил на поверхности, и доставит их на подъемную ракету, учитывая его ожидаемую долговечность. Вертолеты, которые будут немного тяжелее Ingenuity , будут использоваться в качестве резерва, если Perseverance не сможет выполнить задачу. [13]

Процесс извлечения образца

Извлечение образца займет более четырех солов (марсианских суток). В первый сол вертолет вылетит из окрестностей SRL на посадочную площадку в нескольких метрах от трубки с образцом. В следующий сол вертолет подъедет к этой трубке и захватит ее с помощью своей крошечной роботизированной руки. В третий сол он вернется в SRL, а в последний из четырех солов он займет положение и освободит трубку с образцом, чтобы созданный ЕКА манипулятор для переноса образцов посадочного модуля мог поместить трубку в контейнер для возврата образцов на борту марсианского подъемного транспортного средства, размещенного на его палубе. [14]

Вертолеты для сбора образцов будут взлетать и приземляться в заранее определенных местах или на вертолетных площадках, которые будут признаны подходящими и безопасными, и будут использовать навигацию на основе карты в полете, чтобы достичь известных мест расположения пробирок с образцами, оставленных на поверхности. [1]

Ссылки

  1. ^ ab mars.nasa.gov. "Sample Recovery Helicopters – NASA". mars.nasa.gov . Получено 8 января 2023 г. .
  2. ^ mars.nasa.gov (22 ноября 2023 г.). «NASA использует два мира для тестирования будущих проектов марсианских вертолетов». NASA Mars Exploration . Получено 30 ноября 2023 г.
  3. ^ Общественное достояние Одно или несколько предыдущих предложений включают текст из этого источника, который находится в общественном достоянии : "Mars Helicopter". Mars.nasa.gov . NASA. Архивировано из оригинала 16 апреля 2020 г. Получено 2 мая 2020 г.
  4. ^ mars.nasa.gov (22 ноября 2023 г.). «NASA использует два мира для тестирования будущих проектов марсианских вертолетов». NASA Mars Exploration . Получено 30 ноября 2023 г.
  5. ^ Пипенберг, Бенджамин Т.; Лангберг, Сара А.; Тайлер, Джереми Д.; Киннон, Мэтью Т. (март 2022 г.). «Концептуальный проект марсианского винтокрыла для будущих миссий по сбору образцов». 2022 IEEE Aerospace Conference (AERO) . стр.  01–14 . doi :10.1109/AERO53065.2022.9843820. ISBN 978-1-66543-760-8. S2CID  251473077.
  6. ↑ Дэвид, Леопнард (15 января 2024 г.). «Проблемная миссия NASA по возврату образцов с Марса заставила ученых покраснеть. Прогнозируемые многомиллиардные перерасходы средств заставляют некоторых называть план агентства «пожаром на свалке». Space.com . Архивировано из оригинала 16 января 2024 г. Получено 16 января 2024 г.
  7. ^ mars.nasa.gov (22 ноября 2023 г.). «NASA использует два мира для тестирования будущих проектов марсианских вертолетов». NASA Mars Exploration . Получено 30 ноября 2023 г.
  8. ↑ Foust, Jeff (27 июля 2022 г.). «NASA и ESA исключают марсоход из планов по возвращению образцов на Марс». Spacenews . Получено 2 августа 2022 г.
  9. ^ "Новостной брифинг: марсоход NASA Perseverance исследует геологически богатую область (15 сентября 2022 г.)". YouTube . 15 сентября 2022 г. . Получено 15 ноября 2022 г. .
  10. ↑ Лаборатория, Боб Баларам, главный инженер проекта Mars Helicopter в NASA's Jet Propulsion. "Mars Helicopters – The 4R's – NASA". mars.nasa.gov . Получено 15 ноября 2022 г. .{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  11. ↑ Смит, Марсия (27 июля 2022 г.). «NASA, ESA меняют курс на возвращение образцов с Марса». Spacepolicyonline.com . Получено 2 августа 2022 г. .
  12. ^ Марсия Смит [@SpcPlcyOnline] (27 июля 2022 г.). «У вертолетов будет дальность полета...» ( Твит ) . Получено 1 августа 2022 г. – через Twitter .
  13. ↑ Поттер, Шон (27 июля 2022 г.). «НАСА вдохновит мир, когда вернет образцы с Марса на Землю в 2033 году». НАСА .
  14. ^ «Perseverance готовится разместить тайник с образцами на Марсе». 18 декабря 2022 г.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Вертолет_для_восстановления_образцов_Марса&oldid=1257284809"