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Quindi un elicottero ha sorvolato la superficie di Marte per la prima volta. Un fisico spaziale spiega perché questo è un grosso problema

Ieri alle 21:00 EST, il Creativity Helicopter, atterrato su Marte con Il rover perseverante A febbraio – è decollato Dalla superficie di Marte. Ancora più importante, è rimasto sospeso per 30 secondi, tre metri sopra la superficie e poi è tornato di nuovo giù.

Potrebbe non sembrare un risultato enorme, ma lo è. Il volo della creatività è il primo volo a motore di un aereo su un altro pianeta. Rappresenta una pietra miliare nella storia dell’esplorazione spaziale umana.

Sebbene sia noto che la navicella spaziale Apollo 11 è atterrata sulla superficie lunare, quando è stata rilanciata ha semplicemente dovuto uscire dall’attrazione gravitazionale della luna e tornare sulla Terra. Tuttavia, continuare a volare nell’ambiente di un mondo senza conchiglie è una storia diversa.

Adesso ho preso lo storico elicottero della creatività sei anni Fabbricare. Una volta comprese le complessità di ciò che è richiesto, possiamo capire perché.

Perché un volo interno su Marte è un tale problema

Ci sono molte sfide tecnologiche per prendere un volo in elicottero in un altro mondo. In primo luogo, e soprattutto, gli elicotteri hanno bisogno dell’aria per volare.

Le pale dell’elicottero devono ruotare abbastanza velocemente da generare una forza chiamata “portanza”. Ma l’ascensore può essere creato solo in presenza di un qualche tipo di atmosfera. Mentre Marte ha un’atmosfera, è molto più sottile di quella della Terra – Circa 100 volte più sottile, infatti.

Pertanto, l’innovazione nel volare nell’atmosfera marziana equivale a far volare un elicottero sulla Terra a un’altitudine di 100.000 piedi. Per riferimento, gli aerei commerciali volano tra 30.000 e 40.000 piedi dal suolo, il livello più alto che abbiamo mai raggiunto. L’elicottero è a terra 42.000 piedi.

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Il test del veicolo spaziale sulla Terra richiedeva una stanza pressurizzata, da cui sarebbe stata estratta molta aria per simulare l’atmosfera marziana.

Poi c’è l’attrazione gravitazionale di Marte da considerare, che è circa un terzo della forza di gravità sulla Terra. Questo in realtà ci dà un leggero vantaggio. Se Marte avesse la stessa atmosfera della Terra, meno gravità significa che saremmo in grado di sollevare la creatività con meno forza di quella richiesta qui.

Ma mentre la gravità di Marte lavora a nostro favore, ciò è compensato dalla mancanza di atmosfera.

Il successo della creatività segna la prima volta che un simile viaggio è stato tentato oltre la Terra. La ragione di ciò è semplicemente, come spiegato sopra, che questo compito è estremamente difficile.



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Produzione avanzata

Ci sono due modi principali in cui Ingenuity ha superato gli ostacoli presentati dall’atmosfera marziana. Innanzitutto, per generare portanza, i due rotori (Realizzato in fibra di carbonio) Deve ruotare molto più velocemente di qualsiasi elicottero sulla Terra.

Sulla Terra, la maggior parte degli elicotteri e dei droni ha rotori che girano a 400-500 giri al minuto. Il rotore della creatività ruota a circa 2.400 giri / min.

Ha anche un eccellente rapporto tra aerei e ali. Sebbene il corpo di Ingenuity abbia all’incirca le dimensioni di una scatola di fazzoletti, le sue lame sono lunghe 1,2 metri da punta a punta.

Anche l’invio del segnale per iniziare il viaggio richiede una combinazione di tecnologia avanzata. Anche se ci vogliono solo pochi minuti perché i segnali radio viaggino tra la Terra e Marte, è ancora lì Ritardo di ore Per quei segni per raggiungere l’elicottero.

Questo ha senso se si pensa al viaggio che dovrebbero intraprendere quei segnali: da un computer sulla Terra, a una parabola satellitare, al Mars Reconnaissance Orbiter, al carro della perseveranza e infine all’elicottero.

Questa immagine mostra il rover che persevera su Marte con l’elicottero della creatività a circa 4 metri dietro di esso.
NASA / AP

Volo telecomandato su Marte

La creatività è ciò che chiamiamo un “dimostratore tecnologico”. Semplicemente, il suo unico scopo è dimostrare la sua capacità di completare una serie di semplici compiti. Nelle prossime settimane l’elicottero effettuerà altri tre o quattro voli, la maggior parte dei quali includerà un decollo avventuroso e viaggerà per 300 metri di perseveranza.

I dati recuperati dai voli verranno analizzati e utilizzati come input critico per progetti futuri per velivoli più avanzati. Una volta implementata questa tecnologia, il suo potenziale sarà enorme.

Droni ed elicotteri che operano su Marte possono agire come esploratori, scansionando il terreno prima di un rover per confermare se è sicuro viaggiare lì. Questi aerei potrebbero aiutare a cercare l’acqua e la vita su Marte.

E nel 2035, l’atteso I primi umani atterreranno su Marte. Ci sono buone probabilità che questi equipaggi vengano addestrati a far funzionare gli aeromobili localmente e in tempo reale, scansionando il terreno alla ricerca di ostacoli e terreni pericolosi che potrebbero danneggiare gli esseri umani o danneggiare tute, aerei o rover.

Saluti al passato e futuro all’orizzonte

Come commovente apprezzamento per il primo volo a motore sulla Terra, gli scienziati del Jet Propulsion Laboratory della NASA hanno aggiunto un manufatto storico a un elicottero su Marte. Un piccolo pezzo dell’ala era attaccato a un cavo sotto uno dei pannelli solari dalla pubblicazione del 1903 dei fratelli Wright.

Questo elemento della storia del volo è il secondo pezzo di un aereo sulla Terra ad andare nello spazio; Un pezzo simile dell’ala è stato trasportato sulla Luna durante le missioni Apollo.

Le missioni stanno già lavorando per spingere le barriere di volo a motore in altri mondi. In particolare, il Elicottero libellula È previsto che sorvolerà la superficie di Titano, una delle lune di Saturno, e dovrebbe arrivare nel 2034.

Forse ci vorrà anche un pezzo della storia della Terra durante il viaggio mentre continuiamo la nostra esplorazione di altri corpi planetari, mondo dopo mondo.