Mars videnskabshelikopteren kunne være en luftbåren geolog på Mars

Efter mere end 70 vellykkede flyvninger afsluttede en knækket rotor den bemærkelsesværdige og banebrydende Ingenuity-helikoptermission på Mars. Nu overvejer NASA, hvordan en større, mere kapabel helikopter kunne være en luftbåren geolog på den røde planet. I de sidste mange år har videnskabsmænd og ingeniører arbejdet på konceptet og foreslået en seks-rotor hexacopter, der ville være på størrelse med Perseverance-roveren.

Kaldet Mars Science Helicopter (MSH), den ville ikke kun tjene som en luftspejder for en fremtidig rover, men endnu vigtigere, den kunne også bære op til 5 kg (11 lbs) videnskabelige instrumenter i vejret i den tynde Marsatmosfære og lande. i terræn, som en rover ikke kan nå.

Et nyt papir præsenteret på Lunar and Planetary Science Conference i marts 2024 skitserer det geologiske arbejde, som sådan en helikopter kunne udføre.

Avisen, "Unraveling the Origin and Petrology of the Martian Crust with a Helicopter," bemærker, at der er flere udestående spørgsmål om sammensætningen og historien af ​​Mars overflade, især med nylige opdagelser af uventede dikotomier i sammensætningen af ​​basaltiske klipper. I observationer fra Mars-rovere og orbital-rumfartøjer ser nogle områder ud til at være blevet påvirket af vand, mens nogle ikke er det.

"Op til sidste årti troede vi, at magmatiske klipper kun var basaltiske på Mars," sagde Valerie Payré fra University of Iowa, avisens hovedforfatter. "Men med nylige rover- og orbitalmålinger observerede vi, at der er en bred mangfoldighed af magmatiske klipper, der ligner det, vi ser på Jorden."

Payré forklarede via e-mail, at der er sten på Mars med forhøjede silicakoncentrationer kaldet felsiske sten – feldspat og silikat – som er rige på grundstoffer og ikke forventedes at blive fundet på Mars overflade.

"Vi målte disse med Curiosity-roveren og har nogle hints om, hvor der kan være andre, der bruger orbitalmålinger," sagde Payré. "Men der mangler nærbilleder (millimetrisk skala) og sammensætningsanalyser fra kredsløbsdatasættet for at vide, om disse felsiske klipper er udbredt på Mars eller kun på nogle få steder. Dette er endnu meget vigtigt for at forstå, hvad Mars' skorpe er. lavet af, og hvis det ligner jordskorpen, hvilket har betydning for dannelsen af ​​planeten og endda tidligere klima."

Payré og hendes team mener, at en helikopter ville være perfekt til at udforske steder, hvor en rover aldrig kunne krydse, såsom terræn, der er for højt i højden, da landing der ville kræve for meget brændstof.

De instrumenter, de foreslår, inkluderer et miniaturiseret synligt og nær-infrarødt (VNIR) spektrometer til mineralogisk kortlægning i lille skala og et lille laserinduceret nedbrydningsspektrometer (LIBS) med et mikrobillede, et instrument, der ligner ChemCam laserinstrumentet på både Curiosity og Udholdenhed rovere. I deres papir skriver holdet, at en helikopter med disse instrumenter kunne rejse kilometer for at opdage lovende felsiske terræner og måle deres sammensætning i mikron skala.

"Vi kunne flyve over disse mulige felsiske terræner og se på deres mineraler ved hjælp af et synligt/nær infrarødt spektrometer, lande på steder af interesse, tage nærbilleder og måle sammensætningen af ​​disse klipper med LIBS," sagde Payré. "Vi kunne endelig vide, hvad Mars' skorpe er, og bedre begrænse, hvordan den blev dannet."

Der kunne også være et magnetometer ombord, som måler magnetfeltanomalier, for bedre at forstå, hvordan Mars' magnetfelt fungerede, hvilket stadig er usikkert. Mars har i øjeblikket ikke et globalt magnetfelt, men havde et tidligt i sin levetid.

"Sådan nyttelast ville endelig gøre os i stand til bedre at forstå det tidligere klima på Mars ved at måle sammensætningen og mineralerne af sedimentære bjergarter af forskellig alder," fortalte Payré til Universe Today.

Et konceptuelt designpapir udgivet i 2020 foreslog en Mars-hexacopter med en masse på omkring 31 kg (70 lbs) og en samlet diameter på lidt over 4 meter (13 fod). Hvert sæt rotorer ville have blade på omkring 0,64 meter (2 fod) lange. Helikopteren ville blive drevet af en genopladelig solcelle. Dette ville ikke kun drive rotorerne, men de ønskede videnskabelige instrumenter.

Denne helikopter kunne bevæge sig så hurtigt som 30 meter i sekundet (60 mph), men kunne også svæve over et sted i så længe som fem minutter. Ingeniører fra Ames Research Center, Jet Propulsion Lab og University of Maryland skrev, at MSH kunne flyve med en rækkevidde på op til 10 km (6,2 miles) pr. flyvning. Med denne hastighed og rækkevidde kunne MSH potentielt dække lige så meget terræn på få dage, som rovere som Perseverance og Curiosity har krydset i årevis.

"Det faktum, at en helikopter kan flyve, ville lette missionen med at besøge steder, der ville være utilgængelige for en rover, og vi kunne få adgang til steder, som vi aldrig havde forestillet os før," sagde Payré.

Payré og team foreslog flere landingssteder, herunder Gale Crater Gale-krateret, hvor udviklede felsiske klipper blev fundet af Curiosity Rover; den massive kløft Valles Marineris, hvor orbitale observationer har afsløret en dyb skorpe med feldspatholdige klipper; og Hellas-bassinet, 2.300 km nedslagskrater kendt for at have lag af feldspat.

Flere oplysninger: Paper:www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2024/pdf/1215.pdf

Leveret af Universe Today