Így röpköd majd a ritka marsi légkörben a földi helikopter
2021 / 02 / 22 / Rácz Tamás
Így röpköd majd a ritka marsi légkörben a földi helikopter
Az Ingenuitynek olyan ritka légkörben kell repülnie a Marson, mintha a Földön harminc kilométer magasan repülne.

A NASA marsi expedíciójának leglátványosabb újdonsága az első repülés lesz egy idegen bolygó légkörében, valamikor április végén-május elején. Az Ingenuity nevű repülő szerkezet szemre egy egyszerű kis játékhelikopter, de valójában nagyon sok mindenben különbözik attól, amit a Tescóban pár ezer forintért már meg is lehet venni.

Koaxiális kétrotoros, mint a Kamov

Ha megkérünk bárkit, hogy rajzoljon egy helikoptert, szinte biztosan nem olyat rajzol, mint az Ingenuity. Hiszen a legtöbb helikopternek egy főrotorja és egy farokrotorja van; előbbi emeli a gépet a levegőbe, utóbbi tartja irányban a gép törzsét. Az orosz Kamovnál viszont más konstrukciót alkalmaztak: ezeken a gépeken (köztük a nálunk nagy ritkán még ma is látható sárga KA-26-os permetezőgépeken is) egy tengelyre felfűzve (ezt jelenti a "koaxiális") forog egymással szemben két rotor. A törzset elfordítani akaró nyomatékok így kiegyenlítődnek, nincs szükség farokrotorra.


Az Ingenuity a NASA Jet Propulsion Laboratory-jában készült (Képek: NASA/JPL)

A gép testét alaposan körbeszigetelték, hogy az akku és az elektronika kibírja az akár mínusz száz fokos éjszakákat

Téglányi test 120 centis rotorokkal

Az Ingenuity teste 13,6x19,5x16,3 centiméteres. Négy támasztólába 38,4 centi hosszú, rotorjai 1,2 méter hosszúak. Teljes magassága a rotorok feletti napelemtáblácskával együtt 49 centiméter. Az egész szerkezet mindössze 1,8 kilogrammot nyom, ebből 273 grammot tesz ki a hat darab Sony gyártmányú lítium-ion cellából álló akkumulátor.

A hajtómotor teljesítménye 350 watt. Az Ingenuity repülései nem lesznek hosszúak, egy-egy alkalommal legfeljebb 90 másodpercig tartanak majd, a tervek szerint a gép 3-5 méteres magasságban, a felszállóhelytől kb. 50 méterre eltávolodva majd ugyanoda visszatérve teszi meg első útjait. Tervezett repülési csúcssebessége 10 m/s, vagyis 36 km/h. Ha öt ilyen repülést elvégzett, igazából teljesítette is fő küldetését: bemutatta az emberiségnek, hogy ha akarunk, tudunk helikopterezgetni a Marson.

Mihez kezd majd a gép a ritka levegővel?

A Marson a felszínközeli légnyomás 6,518 millibar, míg a Földön 1013. Vagyis az Ingenuity rotorjainak nagyjából a földinél 155-ször hígabb (ha meg lehet ezt így fogalmazni) levegőben kell tudni megemelni a kis helikopter testét. Mifelénk ennyire ritka légkör valahol 30 kilométeres magasságban található. Az Ingenuity repülését segíti viszont, hogy a gravitációs gyorsulás a Marson csak 3,711 m/s2, a földinek alig több, mint harmada.

Egy kisebb földi helikopter rotorjának üzemi fordulatszáma percenként 4-500 körüli szokott lenni. Ez a sebesség nagyjából állandó, függetlenül a helikopter sebességétől: a nagyobb emelőerőt a lapátszögek állításával éri el a pilóta. A forgószárnyak lapátjának vége pedig tervezetten olyan sebességgel szeli a levegőt, hogy ne érje el a hangsebességet, mert ott mindenféle bonyodalmak keletkeznének. Egy átlagos helikopter rotorjának vége a hangsebesség fele körül halad a levegőben - gondosan számításba véve a tervezésnél azt is, hogy haladás közben a rotor a helikopter egyik oldalán a levegőhöz képest jóval gyorsabban halad, mint a másikon!

Az Ingenuityt a marsi viszonyokat figyelembe véve tervezték meg. Így a rotorok fordulatszáma ugyan percenként 2400, de a rövid forgószárnyak végének csúcssebessége a helikopter csekély haladási sebessége mellett így is csak a hangsebesség 70%-a lesz a marsi légkörben. (Ahol egyébként a hangsebesség föld-, pontosabban talajközelben kb. 240 m/s, míg a földi hangsebesség 340 m/s.)

Kamera, LIDAR, giroszkóp, rádiók

Az Ingenuity kis testébe temérdek navigációs eszközt építettek. Van benne egy napkövető kamera, giroszkóp, dőlésérzékelők, lézeres magasságmérő - kizárt, hogy a gép ne tudja, hol is és milyen helyzetben van éppen. Iránytűt viszont nem visz magával, mert a Mars mágneses erőtere nem olyan kényelmesen egyértelmű, mint a földi. A gép a napelem alatti antennákkal el tudja érni a Perseverance-t és a Mars körüli műholdakat is.

A helikopterben egy Linuxot futtató Qualcomm Snapdragon 801-es processzor ketyeg - pont mint a Samsung Galaxy S5, a Xiaomi Mi4 vagy a Sony Xperia Z3 mobiltelefonban. Az adatforgalmazás a marsjáró és a helikopter között Zigbee kommunikációs szabvány szerint zajlik, 900 MHz körüli frekvencián.

Az adatátviteli sebesség 250 kbit/s. Netflixezni nem lehetne ennyivel, de az Ingenuity képeinek, adatainak átküldéséhez a ráérős tempóban végzett rövid repülések után azért ez is elég lesz.

További cikkek a Rakétán:

Meglepően gyenge a Perseverance-be épített számítógép Sőt az Ingenuity drónhelikopter számítási kapacitása sem veri ki a plafont. A Doom azért mindkettőn elfutna (a klasszikus legalábbis).

Történet az űrállomáson rekedt számítógépről A Nemzetközi Űrállomáson a hazaszállítására várakozó számítógép része annak a jövőnek, melyben az űrkutatásba kereskedelmi cégek is bekapcsolódhatnak.

Készül az első laptop, ami fénnyel kapcsolódik az internetre Ez lesz az első olyan digitális eszköz a piacon, amelyben alapból van LiFi adó-vevő, így eldönthetjük, hogy WiFi-vel vagy LiFi-vel akarjuk használni.


Kövesd a Rakétát a Facebookon is!
Kövess, üzenj, kommentelj a Rakéta Facebook oldalán!
Igényes és férfias történeteket keresel? A Roadstert neked írjuk!
Olvass bele az egyik legszínvonalasabb hazai magazinba, szeretni fogod! A Roadster egy fantasztikus utazás az élet legjobb területein...
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!

Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.