Исследование космоса постоянно меняется. До февраля 2021 года никогда не было созданных человеком кораблей, летающих в атмосфере другого мира (кроме прибывающих или вылетающих посадочных аппаратов с ракетными двигателями). Марсоход Mars Perseverance изменил ситуацию, взяв с собой то, что можно описать только как дрон под названием Ingenuity. Это произвело революцию в исследовании планет, и теперь Китай приступает к делу с предлагаемым квадрокоптером для миссии по возвращению образцов с Марса.
Наши исследования Марса обычно ограничивались орбитальными аппаратами, посадочными модулями и марсоходами. Орбитальные аппараты прекрасно справляются с получением данных по всей планете или данных, охватывающих огромные участки земли, а посадочные аппараты отлично справляются с получением деталей поверхности и даже анализом поверхностного материала. Роверы добавили дополнительное измерение, поскольку смогли исследовать зону приземления, но в целом марсоходы были медленными и не могли преодолевать значительные расстояния. Они также не могли передвигаться по очень неровной местности, что ограничивало их возможности.
Когда «Персеверанс» приземлился, он взял с собой дрон «Ингеньюити», или, точнее, его классифицировали как вертолет. Размах его крыльев составлял 1,2 метра от кончика до кончика лопастей ротора, а вес — 4 фунта (хотя на Марсе он весил 1,5 фунта). Хотя его дальность действия составляла всего 300 метров, он доказал, что это возможно, и с момента его развертывания было выполнено 66 полетов общей протяженностью 14,9 км.
В статье, недавно опубликованной Харбинским технологическим институтом и Китайской академией космических технологий, предлагается использовать на Марсе квадрокоптер, который, в отличие от Ingenuity, будет способен собирать образец весом до 100 г и возвращать его на посадочный модуль. Ключевой проблемой для достижения этой цели является разреженная природа марсианской атмосферы. Это менее 1% от земного, и в результате подъемная сила, создаваемая лопастью несущего винта, значительно уменьшается. Чтобы обеспечить достаточную подъемную силу, лопасти имеют увеличенный размер по земным стандартам.
Альтернативные решения для дронов были изучены на основе более ранних проектов, таких как самолет на базе самолета Astroplane с размахом крыльев 21 метр или MAP MarsFlyer с размахом крыльев 1,73 метра. Оба стиля были уценены из-за строительства площадок для взлета и посадки. Команда пришла к выводу, что винтокрылый аппарат имеет правильную конфигурацию, и приступила к разработке чего-то, что могло бы извлекать и транспортировать образцы для возвращения на Землю.
В документе представлены подробные конструктивные схемы обеих систем полета (включая автономный полет), конфигурации несущего винта, механической руки, технологии визуализации и системы авионики. Описанный MarsBird V11 в настоящий момент находится на стадии разработки и пока не предназначен для какой-либо миссии, но интересно думать, что будущее исследования Марса начнется с марсианского воздуха.
Источник: Марсианский квадрокоптер, способный к автономному полету и сбору образцов: структура и авионика.
