NASAs Mars-helikopter gennemfører flyvetests

Siden Wright-brødrene første gang kom til himlen på Kill Devil Hill, North Carolina, 17. december, 1903, første flyvninger har været vigtige milepæle i livet for ethvert køretøj designet til flyrejser. Trods alt, én ting er at designe et fly og få det til at flyve på papir – eller computer. Det er noget helt andet at sætte alle brikkerne sammen og se dem komme op af jorden.

I slutningen af ​​januar 2019, alle de dele, der udgør flyvemodellen (faktisk køretøj, der går til den røde planet) af NASAs Mars-helikopter blev sat på prøve.

Vejer ikke mere end 4 pund (1,8 kg), Helikopteren er et teknologisk demonstrationsprojekt, der i øjeblikket gennemgår den strenge verifikationsproces, der certificerer den til Mars.

Størstedelen af ​​de test, som flyvemodellen gennemgår, havde at gøre med at demonstrere, hvordan den kan fungere på Mars, herunder hvordan den klarer sig ved Mars-lignende temperaturer. Kan helikopteren overleve – og fungere – i kolde temperaturer, inklusive nætter med temperaturer helt ned til minus 130 grader Fahrenheit (minus 90 grader Celsius)?

Al denne test er rettet mod februar 2021, når helikopteren når overfladen af ​​den røde planet, solidt beliggende under maven på Mars 2020-roveren. Et par måneder senere, den vil blive indsat, og testflyvninger (op til 90 sekunder lange) vil begynde - den første fra overfladen af ​​en anden verden.

"Gør dig klar til den første flyvning på Mars, vi har logget over 75 minutters flyvetid med en ingeniørmodel, hvilket var en tæt tilnærmelse af vores helikopter, " sagde MiMi Aung, projektleder for Mars Helikopteren ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien. "Men denne seneste test af flyvemodellen var den rigtige vare. Dette er vores helikopter på vej til Mars. Vi havde brug for at se, at det fungerede som annonceret."

Mens flyvende helikoptere er almindeligt her på jorden, at flyve hundreder af millioner af miles (kilometer) væk i den tynde Marsatmosfære er noget helt andet. Og at skabe de rette betingelser for at teste her på Jorden giver sit eget sæt af udfordringer.

"Mars atmosfære er kun omkring en procent af densiteten af ​​Jordens, " sagde Aung. "Vores testflyvninger kunne have lignende atmosfærisk tæthed her på Jorden - hvis du sætter din flyveplads 100, 000 fod (30, 480 meter) op. Så du kan ikke gå et sted hen og finde det. Du skal klare det."

Aung og hendes Mars Helicopter-team gjorde netop det i JPL's Space Simulator, et 25 fod bredt (7,62 meter bredt) vakuumkammer. Først, holdet skabte et vakuum, der suger alt nitrogen ud, ilt og andre gasser fra luften inde i mammutcylinderen. I deres sted injicerede holdet kuldioxid, hovedingrediensen i Mars atmosfære.

"At få vores helikopter ind i en ekstremt tynd atmosfære er kun en del af udfordringen, " sagde Teddy Tzanetos, testleder for Mars Helikopteren ved JPL. "For virkelig at simulere at flyve på Mars er vi nødt til at fjerne to tredjedele af Jordens tyngdekraft, fordi Mars' tyngdekraft er så meget svagere."

Holdet opnåede dette med et tyngdekraftaflastningssystem - en motoriseret snor fastgjort til toppen af ​​helikopteren for at give en uafbrudt slæbebåd svarende til to tredjedele af Jordens tyngdekraft. Mens holdet forståeligt nok var bekymret over, hvordan helikopteren ville klare sig på sin første flyvning, de var lige så bekymrede over, hvordan tyngdekraftsaflastningssystemet ville fungere.

"Tyngekraftsaflastningssystemet fungerede perfekt, ligesom vores helikopter, " sagde Tzanetos. "Vi krævede kun en 2-tommer (5-centimeter) svæv for at få alle de nødvendige datasæt for at bekræfte, at vores Mars-helikopter flyver autonomt som designet i en tynd Mars-lignende atmosfære; der var ingen grund til at gå højere. Det var en fandens første flyvning."

Mars Helikopterens første flyvning blev fulgt op af en anden i vakuumkammeret den følgende dag. Logger i alt et minuts flyvetid i en højde af 2 tommer (5 centimeter), mere end 1, 500 individual pieces of carbon fiber, flight-grade aluminum, silicium, copper, foil and foam have proven that they can work together as a cohesive unit.

"The next time we fly, we fly on Mars, " said Aung. "Watching our helicopter go through its paces in the chamber, I couldn't help but think about the historic vehicles that have been in there in the past. The chamber hosted missions from the Ranger Moon probes to the Voyagers to Cassini, and every Mars rover ever flown. To see our helicopter in there reminded me we are on our way to making a little chunk of space history as well."

The Mars Helicopter project at JPL in Pasadena, Californien, manages the helicopter development for the Science Mission Directorate at NASA Headquarters in Washington.

The Mars Helicopter will launch as a technology demonstrator with the Mars 2020 rover on a United Launch Alliance Atlas V rocket in July 2020 from Space Launch Complex 41 at Cape Canaveral Air Force Station, Florida. It is expected to reach Mars in February 2021.

The 2020 rover will conduct geological assessments of its landing site on Mars, determine the habitability of the environment, search for signs of ancient Martian life, and assess natural resources and hazards for future human explorers. Scientists will use the instruments aboard the rover to identify and collect samples of rock and soil, encase them in sealed tubes, and leave them on the planet's surface for potential return to Earth on a future Mars mission.