هلیکوپتر مریخی ناسا به سرعت فراصوتی رسید
نسل جدید هلیکوپتر مریخی که به عنوان بخشی از پروژه «اسکای فال» در حال توسعه است، با قدرت بیشتری کار خواهد کرد. در یک اتمسفر شبیهسازی شده مریخ، مهندسان ناسا روتورها را به ۱.۰۸ ماخ رساندهاند. این سرعت قابلیتهای هلیکوپتر نسل بعدی را به طور قابل توجهی گسترش میدهد. شنّا ویترو-مایزر، آیرودینامیست مرکز تحقیقات ایمز ناسا، گفت: «فکر میکردیم اگر به ۱.۰۵ ماخ برسیم خوششانس هستیم، اما در آخرین اجراها به ۱.۰۸ ماخ رسیدیم. این هلیکوپترهای نسل بعدی شگفتانگیز خواهند بود.»
چالش اتمسفر نازک مریخ
اتمسفر مریخ بسیار نازک است و چگالی آن فقط ۱ تا ۲ درصد اتمسفر زمین را دارد. هلیکوپتر «نبوغ» که در ژانویه ۲۰۲۱ به همراه مریخنورد استقامت به مریخ رسید، یک آزمایش جسورانه بود تا ببیند آیا پرواز با روتور در مریخ امکانپذیر است یا خیر. برنامه اولیه فقط پنج پرواز بود، اما «نبوغ» ۷۲ بار پرواز کرد تا اینکه در سال ۲۰۲۴ سقوط کرد. دلیل سقوط نقص فنی نبود، بلکه ناتوانی در سنجش فاصله از زمین هنگام فرود بود.
طراحی محافظهکارانه مأموریت «نبوغ» برای موفقیت آن حیاتی بود. این هلیکوپتر راه را برای «اسکای فال» باز کرد. جاکو کاراس، مهندس آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا (JPL) گفت: «اگر چاک ییگر (اولین خلبان شکستن سد صوتی) اینجا بود، میگفت کارها نزدیک ماخ ۱ میتواند غیرقابل پیشبینی شود. ما پروازهای نبوغ را طوری برنامهریزی کردیم که تیغههای روتور در سرعت ۰.۷ ماخ بمانند تا اگر با باد مخالف مواجه شدیم، نوک روتورها فراصوتی نشود. اما ما عملکرد بیشتری از هواگردهای نسل بعدی خود میخواهیم و باید بدانیم روتورها میتوانند با خیال راحت سریعتر بروند.»
جزئیات آزمایشها
از آنجا که سرعت صوت در اتمسفر نازک مریخ بسیار کمتر از زمین است (حدود ۸۶۹ کیلومتر بر ساعت در مقایسه با ۱,۲۲۵ کیلومتر بر ساعت)، مهندسان JPL یک محفظه مخصوص دارند که در آن فشار هوا برای شبیهسازی جو مریخ کاهش مییابد. تیم در این محفظه دو طرح روتور را آزمایش کرد: یکی با سه تیغه و دیگری با دو تیغه.
روتورهای طرح سه تیغه با سرعت ۳,۷۵۰ دور در دقیقه چرخیدند و نوک آنها به سرعت ۰.۹۸ ماخ رسید. روتور دو تیغه با تیغههای بلندتر، فقط به حدود ۳,۵۷۰ دور در دقیقه نیاز داشت تا به همان سرعت ۰.۹۸ ماخ برسد. برای مقایسه، تیغههای روتور «نبوغ» هرگز از ۲,۷۰۰ دور در دقیقه فراتر نرفت. سپس یک فن داخل محفظه روشن شد و بادهای مخالف را به روتورها تاباند. در نهایت، نوک روتورها به حداکثر سرعت ۱.۰۸ ماخ رسید.
پیامدها برای آینده اکتشافات مریخ
شکستن سد صوتی، نیروی لیفت را حدود ۳۰ درصد افزایش میدهد و به هلیکوپتر نسل بعدی اجازه میدهد محمولههای سنگینتری نسبت به «نبوغ» حمل کند. این یعنی ابزارهای علمی بیشتری را میتوان روی آن سوار کرد. به گفته ناسا، اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود، مأموریت «اسکای فال» در اواخر سال ۲۰۲۸ پرتاب خواهد شد و سه هلیکوپتر را با خود حمل میکند. این هلیکوپترها به شناسایی مکانهای فرود انسان و نقشهبرداری از یخ آب زیر سطح مریخ کمک خواهند کرد.
