После более чем 70 успешных полетов сломанный ротор положил конец замечательной и новаторской миссии вертолета Ingenuity на Марс. Теперь НАСА рассматривает возможность использования более крупного и мощного вертолета в качестве воздушного геолога на Красной планете. В течение последних нескольких лет ученые и инженеры работали над этой концепцией, предлагая шестироторный гексакоптер размером с марсоход Perseverance.
Названный Mars Science Helicopter (MSH), он будет не только служить воздушным разведчиком для будущего марсохода, но, что более важно, он также сможет нести до 5 кг (11 фунтов) научных инструментов в воздухе в тонкой марсианской атмосфере и приземляться. на местности, куда марсоход не может добраться.
В новом документе, представленном на Лунной и планетарной научной конференции в марте 2024 года, описываются геологические работы, которые может выполнить такой вертолет.
В статье «Раскрытие происхождения и петрологии марсианской коры с помощью вертолета» отмечается, что существует несколько нерешенных вопросов о составе и истории поверхности Марса, особенно с учетом недавних открытий неожиданных дихотомий в составе базальтовых пород. По наблюдениям марсоходов и орбитальных космических аппаратов, некоторые регионы, по-видимому, находились под влиянием воды, а некоторые – нет.
«До последнего десятилетия мы думали, что магматические породы на Марсе были только базальтовыми», — сказала Валери Пайре из Университета Айовы, ведущий автор статьи. «Но благодаря недавним марсоходным и орбитальным измерениям мы заметили, что существует большое разнообразие магматических пород, подобных тем, что мы видим на Земле».
Пайре объяснил по электронной почте, что на Марсе есть породы с повышенным содержанием кремнезема, называемые кислыми породами – полевым шпатом и силикатами – которые богаты элементами и не должны были быть обнаружены на марсианской поверхности.
«Мы измерили их с помощью марсохода Curiosity и получили некоторые намеки на то, где могут быть другие, используя орбитальные измерения», — сказал Пайре. «Однако в наборе орбитальных данных отсутствуют изображения крупным планом (в миллиметровом масштабе) и анализ состава, чтобы узнать, широко ли распространены эти кислые породы на Марсе или только в нескольких местах. Тем не менее, очень важно понять, из чего состоит кора Марса и похожа ли она на земную кору, что имеет значение для формирования планеты и даже прошлого климата».
Пайре и ее команда считают, что вертолет был бы идеален для исследования мест, через которые марсоход никогда не сможет пройти, например, местности, расположенной слишком высоко над уровнем моря, поскольку для посадки там потребуется слишком много топлива.
Предлагаемые ими инструменты включают в себя миниатюрный спектрометр видимого и ближнего инфракрасного диапазона (VNIR) для мелкомасштабного минералогического картирования и небольшой спектрометр лазерного разрушения (LIBS) с микроизображением, инструмент, аналогичный лазерному прибору ChemCam как на Curiosity, так и на Curiosity. Роверы «Настойчивость». В своей статье команда пишет, что вертолет с этими инструментами может преодолевать километры, чтобы обнаружить многообещающие кислые местности и измерить их состав в микронном масштабе.
«Мы могли бы летать над этими возможными кислыми ландшафтами и смотреть на их минералы с помощью спектрометра видимого/ближнего инфракрасного диапазона, приземляться в интересующих местах, делать снимки крупным планом и измерять состав этих пород с помощью LIBS», — сказал Пайре. «Мы могли бы наконец узнать, что такое кора Марса, и лучше определить, как она сформировалась».
На борту также может быть встроенный магнитометр, который измеряет аномалии магнитного поля, чтобы лучше понять, как работает магнитное поле Марса, что до сих пор неясно. Марс в настоящее время не имеет глобального магнитного поля, но оно было в начале его существования.
«Такая полезная нагрузка, наконец, позволит нам лучше понять климат Марса в прошлом путем измерения состава и минералов осадочных пород различного возраста», — сказал Пайре в интервью Universe Today.
В концептуальном проекте, опубликованном в 2020 году, предлагался марсианский гексакоптер массой около 31 кг (70 фунтов) и общим диаметром чуть более четырех метров (13 футов). Каждый комплект роторов будет иметь лопасти длиной около 0,64 метра (2 фута). Вертолет будет питаться от перезаряжаемой солнечной батареи. Это будет приводить в действие не только роторы, но и нужные научные инструменты.
Этот вертолет мог двигаться со скоростью до 30 метров в секунду (60 миль в час), а также мог зависать над местом до пяти минут. Инженеры из Исследовательского центра Эймса, Лаборатории реактивного движения и Университета Мэриленда написали, что MSH может летать с дальностью полета до 10 км (6,2 мили) за полет. С такой скоростью и дальностью полета MSH потенциально может за несколько дней покрыть столько же территории, сколько такие марсоходы, как Perseverance и Curiosity, прошли за годы.
«Тот факт, что вертолет может летать, облегчит миссии посещение мест, которые были бы недоступны для марсохода, и мы могли бы получить доступ к местам, о которых мы никогда раньше не могли себе представить», — сказал Пайре.
Пайре и его команда предложили несколько посадочных площадок, включая кратер Гейла Кратер Гейла, где марсоход Curiosity обнаружил развитые кислые породы; массивный каньон Валлес Маринерис, где орбитальные наблюдения выявили глубокую кору с породами, содержащими полевой шпат; и бассейн Эллады, ударный кратер длиной 2300 км, известный своими слоями полевого шпата.
