Az űrügynökség vezető helikopterpilótája, Håvard Grip egy cikkben foglalta össze, hogy miért egyre nehezebb repülni a Marson, és miért kényszerülnek kipróbálni valamit, amit még tesztelés közben sem. Lényeg a lényeg, az ok nagyjából az, hogy az Ingenuity tartósabbnak bizonyult, mint képzelték. Az elmúlt időszakban a NASA nagyon sokat tanult arról, miként lehet repülni egy rotoros szerkezettel a Mars felett, kitapasztalták az Ingenuity erősségeit és gyengéit is, és az előbbieket megpróbálták kiaknázni, míg az utóbbiakat megpróbálták minél inkább kizárni a képletből. Ennek köszönhető, hogy az elmúlt időszakban egyre könnyebb volt az apró szerkezettel sikeres missziókat végrehajtani.

Sajnos azonban akad egy körülmény, ami a repülést egyre nehezebbé teszi: ez pedig a légkör sűrűsége. A Mars légköre eleve jóval kevésbé sűrű, mint a Földé, azonban ez a helyzet az elkövetkező időszakban csak romlani fog a szezonális változások miatt. A drónhelikopter sikeressége és az évszakok váltakozása pedig együtt jelent nehézséget. Az Ingenuity tervezéskor és tesztelésekor ugyanis azt az első öt küldetést tartották szem előtt a mérnökök, melyeket a gép már rég teljesített, sőt már ennek dupláján is jócskán túljutott. Magyarán a gépet olyan körülményekre készítették fel, melyben a légkör sűrűsége a Földi tengerszint felett mért légköri sűrűség 1,2-1,5 százaléka. Az Ingenuity viszont fél éve üzemel, és a most beálló új évszakban a Jezero-kráterben ez a sűrűség tovább csökken, ami a Földi nagyjából 1 százalékát jelenti.

A különbség tehát első pillantásra nem eget rengető, ahhoz viszont épp elég, hogy kihasson a marsi helikopter röpképességére – ilyen légköri sűrűség mellett ugyanis a gép felhajtóereje, amely korábban elegendő volt, most az áteséshez közeli határsávon fog mozogni. Az átesés egyébként arra a jelenségre utal, amikor a szárnyakon (ebben az esetben a rotorlapátokon) megszűnik a szabályos áramlás, és emiatt helyi turbulencia és áramlásleválás alakul ki. Mindez a gyakorlatban azt jelenti, hogy hiába növelik a rotorlapátok támadási szögét, az Ingenuity nem fog magasabbra emelkedni.

Akad azonban egy módszer, mellyel a probléma orvosolható: ennek lényege pedig, hogy a rotoroknak még annál is gyorsabban kell forogniuk, mint eddig. Mint azt a vezetőpilóta hozzáteszi: olyan gyorsan, amit még nem csak az Ingenuity-vel, de egyetlen teszthelikopterrel sem próbált a NASA itt a Földön. Ennek következtében a két következő teszt a marskutatás szempontjából kevesebb izgalmat tartogat majd, viszont akiket érdekel a repülés egy távoli planétán, annak lesz miért drukkolnia. Első fázisban ugyanis a percenkénti fordulatszámot (RPM) emelik 2800-ra az eddigi 2537-ről, de a gép ekkor nem hagyja el a talajt. Ezt követi az Ingenuity szám szerint 14. repülése, ahol a rotort 2700 RPM-mel pörgetik – ez a repülés nagyon rövid lesz: a helikopter 5 méteres magasságba emelkedik, oldalirányú mozgást végez, majd pedig visszaereszkedik a talajra.

A percenkénti fordulatszám növelése azonban több nehézséggel is jár majd: például 2800 RPM mellett a rotorlapátok éle 0,8 Mach sebességgel ütközik a levegővel – ami tehát a marsi hangsebesség (ez a Földi hangsebesség kb. háromnegyede) 80 százaléka. Előfordulhat magasabb ütközési sebesség mellett az is, hogy az aerodinamikai ellenállás annyira megnövekszik, ami már akadályozza a repülést. Az Ingenuity esetén a rotorok elvileg több Mach-kel is elboldogulnak, de ez is olyasmi, amit a Földön még sosem teszteltek. Egy másik gond a gép szerkezetét érintő rezonancia – meg kell bizonyosodni arról, hogy ez a fordulatszám nem kelt olyan rezonanciát, ami károsítaná a gép szerkezetét és a különböző alrendszereit, így a navigációhoz szükséges szenzorokat. Ám olyan tényezők is szóba jönnek, mint a gép elektronikája, amelynek több energiát kell most szolgáltatnia, mint korábban.

Az Ingenuity tehát mérföldkőhöz érkezett: míg az eddigi repülésekre alaposan felkészítették a Földön, most ismeretlen utat kénytelen bejárni, éppen, mint a nagy felfedezők. Reméljük, sikerrel jár majd!

(Kép: Flickr/Mentes Astronomicas)

További cikkek a témában:

A marshelikopter már nem csak repül, de a marsi élet kutatásába is aktívan besegít Az Ingenuity jócskán túlteljesítette az előzetes elvárásokat, ezzel pedig a kutatóknak is rendkívüli módon megkönnyíti a dolgát.

A marshelikopter már nem csak repül, de a marsi élet kutatásába is aktívan besegít Az Ingenuity jócskán túlteljesítette az előzetes elvárásokat, ezzel pedig a kutatóknak is rendkívüli módon megkönnyíti a dolgát.

A Perseverance elkezdi tudományos tevékenységét a Marson – mutatjuk a terveket A Jezero-kráter déli részén fog ősi mikrobák nyomai után kutatni.