Obecnie istnieje kilkanaście robotycznych misji eksplorujących atmosferę i powierzchnię Marsa. Należą do nich między innymi Łazik ciekawości, Łazik okazji, Mars Orbiter Mission (MOM), Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN) orbiter i wkrótce przybywający InSight Lander. W nadchodzącej dekadzie planowanych jest znacznie więcej misji.
Na przykład NASA planuje rozwinąć na czym Ciekawość dokonał tego, wysyłającMars 2020 łazik przeprowadzi misję zwrotu próbki. Zgodnie z ostatnim ogłoszeniem wydanym przez NASA misja ta obejmie również Śmigłowiec Mars - mały, autonomiczny wiropłat, który zademonstruje żywotność i potencjał pojazdów cięższych od powietrza na Czerwonej Planecie.
Jak stwierdził administrator NASA Jim Bridenstine w niedawnej informacji prasowej NASA, ten rotocraft jest zgodny z wieloletnimi tradycjami NASA w zakresie innowacji. „NASA może poszczycić się dumną historią nowości” - powiedziała. „Pomysł helikoptera lecącego na niebie innej planety jest ekscytujący. Helikopter Marsa ma wiele nadziei dla naszych przyszłych misji naukowych, odkrywczych i eksploracyjnych na Marsie.
Przedstawiciel Stanów Zjednoczonych John Culberson z Teksasu powtórzył oświadczenie Bridenstine. „To dobrze, że Stany Zjednoczone są pierwszym narodem w historii, który latał pierwszym cięższym od powietrza statkiem na innym świecie” - powiedział. „To ekscytujące i wizjonerskie osiągnięcie zainspiruje młodych ludzi w całych Stanach Zjednoczonych do zostania naukowcami i inżynierami, torując drogę do jeszcze większych odkryć w przyszłości.”
Mars Helicopter rozpoczął jako projekt rozwoju technologii w Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA, gdzie spędził ostatnie cztery lata na projektowaniu, rozwijaniu, testowaniu i ponownym testowaniu. Rezultatem tego jest wiropłat wielkości piłki nożnej, który waży nieco mniej niż 1,8 kg (cztery funty) i opiera się na dwóch przeciwbieżnych łopatach, które obracają się z prędkością prawie 3000 obrotów na minutę (10 razy szybciej niż helikopter tutaj na Ziemi).
Jak Mimi Aung, kierownik projektu Mars Helicopter w JPL, wskazał:
„Rekord wysokości dla helikoptera lecącego tutaj na Ziemi wynosi około 40 000 stóp. Atmosfera Marsa jest tylko o jeden procent niż na Ziemi, więc kiedy nasz helikopter znajduje się na powierzchni Marsa, znajduje się już na Ziemi o wysokości 100 000 stóp w górę. Aby latać przy tak niskiej gęstości atmosferycznej, musieliśmy wszystko zbadać, uczynić go tak lekkim, jak to możliwe, a jednocześnie tak silnym i tak potężnym, jak to tylko możliwe. ”
Ta koncepcja jest idealna do nawigacji w cienkiej atmosferze Marsa, gdzie średnie ciśnienie powierzchniowe wynosi około 0,6% nacisku Ziemi na poziomie morza (0,60 kPa w porównaniu do 101,3 kPa). Ten nisko latający helikopter byłby w stanie nie tylko zwiększyć zasięg łazika, ale także zbadać obszary, w których łazik byłby niedostępny. Jak wyjaśnił Thomas Zurbuchen, zastępca administratora w Dyrekcji Misji Naukowej NASA:
„Eksploracja Czerwonej Planety za pomocą śmigłowca Mars NASA stanowi przykład udanego mariażu innowacji naukowych i technologicznych i jest wyjątkową okazją, aby przyspieszyć eksplorację Marsa w przyszłości. Po tym, jak bracia Wright udowodnili 117 lat temu, że na Ziemi możliwy jest napędzany, podtrzymywany i kontrolowany lot, kolejna grupa pionierów amerykańskich może udowodnić, że to samo można zrobić na innym świecie. ”
Inne możliwości, które sprawiają, że jest zoptymalizowany do eksploracji Marsa, obejmują baterie litowo-jonowe, ogniwa słoneczne, aby utrzymać je naładowane, oraz mechanizmy grzewcze, które utrzymają ciepło podczas marsjańskich nocy - gdzie średnie temperatury mogą osiągnąć nawet 210 K (-63 ° C; -82 ° F) wokół średnich szerokości geograficznych. Ponadto śmigłowiec jest zaprogramowany do samodzielnego latania, ponieważ nie można nim latać w czasie rzeczywistym (biorąc pod uwagę odległości).
Polecenia będą wydawane przez kontrolerów na Ziemi, wykorzystujących łazik jako przekaźnik, który poinstruuje śmigłowiec, aby rozpoczął lot, gdy będzie gotowy do rozmieszczenia. Rozpocznie się to wkrótce po przybyciu łazika na planetę (co ma się wydarzyć do lutego 2021 r.) Z helikopterem przymocowanym do miski brzucha. Następnie łazik wybierze miejsce, w którym śmigłowiec zostanie rozmieszczony na ziemi.
Po zakończeniu ładowania akumulatorów i przeprowadzeniu serii testów przed lotem kontrolery na Ziemi przekażą polecenia do Śmigłowiec Mars rozpocząć pierwszą 30-dniową kampanię prób w locie. Obejmuje to do pięciu lotów, które zabiorą go na coraz większe odległości od łazika (do kilkuset metrów) przez dłuższy czas (do 90 sekund).
Podczas pierwszego lotu śmigłowiec wykona krótki pionowy wzlot na 3 metry (10 stóp), gdzie będzie się unosił przez około 30 sekund. Po zakończeniu tych testów, Śmigłowiec Mars będzie pomagać łazikowi w przeprowadzaniu oceny geologicznej i określeniu możliwości lądowania jego lądowiska. Celem tego będzie poszukiwanie śladów starożytnego życia na Marsie oraz ocena zasobów naturalnych i zagrożeń dla przyszłych misji z udziałem ludzkich odkrywców.
Łazik poprowadzi także pierwszą w historii misję zwrotu próbek z Marsa, uzyskując próbki skał i gleby, zamykając je w szczelnych tubach i pozostawiając je na planecie do późniejszego pobrania przez astronautów. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, śmigłowiec pokaże, że nisko latający zwiadowcy i pojazdy powietrzne mogą być cenną częścią przyszłych misji. Będą to prawdopodobnie misje robotów na największym księżycu Saturna, Tytanie, gdzie naukowcy mają nadzieję zbadać powierzchnię i atmosferę za pomocą helikoptera (takiego jak koncepcja Dragonfly).
The Mars 2020 misja ma ujawnić kilka bardzo imponujących rzeczy na temat Czerwonej Planety. Jeśli śmigłowiec okaże się realnym elementem misji, możemy spodziewać się, że dodatkowe informacje i zdjęcia zostaną dostarczone z miejsc, do których konwencjonalny łazik nie może się udać. A tymczasem koniecznie skorzystaj z animacji śmigłowca Mars w akcji, dzięki uprzejmości NASA-JPL:
