NASA готує три нові марсіанські гелікоптери з особливими технологіями на борту
Американське космічне агентство планує нову марсіанську місію SkyFall, яка складається з трьох гелікоптерів, розроблених для пошуку водяного льоду. Апарати шукатимуть життєво важливі ресурси для майбутніх астронавтів на глибині кількох метрів за допомогою унікальних гнучких антен.
Як працюватиме радар SkyFall?
Після успішної роботи марсіанського гелікоптера Ingenuity, який досліджував планету з 2021 по 2024 рік, фахівці NASA підготували наступний крок. Проєкт SkyFall передбачає відправлення трьох літальних апаратів – одного більшого та двох менших. Головною метою місії стане пошук підповерхневого водяного льоду, необхідного для майбутніх пілотованих експедицій, пише Universe Today.
Гелікоптери скануватимуть верхній шар марсіанського реголіту на глибині до 5 метрів. Орбітальні супутники здатні фіксувати лише глибокі поклади льоду на глибині в кілька десятків метрів, проте вони не бачать мілководні ресурси, до яких астронавтам буде найпростіше дістатися.
Єдиний спосіб дистанційно виявити неглибокий підповерхневий лід – це літати низько над землею. Завдяки низькому та повільному польоту гелікоптер SkyFall зможе отримувати радіолокаційні зображення, які чітко покажуть межу між сухим ґрунтом і льодом,
– каже провідний науковець із радіолокаційних приладів SkyFall у Лабораторії реактивного руху NASA Едріан Танг.
Для проведення радіолокаційної розвідки кожен апарат оснастять підповерхневим радаром надширокого частотного діапазону – від 500 до 2500 мегагерц. Довгі хвилі забезпечать проникнення вглиб на кілька метрів, а короткі деталізують верхні шари ґрунту.
Традиційним антенам для роботи в цьому спектрі потрібна була б довжина близько 48 сантиметрів та відкритий огляд поверхні. Тим часом мінімальний кліренс між корпусом гелікоптера та ґрунтом Марса становить лише 15 сантиметрів. Через такі обмеження команда обрала плоску вигнуту антену Vivaldi. Вона виготовлена з металізованих тканин і гнучких матеріалів, що дало змогу зменшити її розміри для умов сухого марсіанського ґрунту.
Хоча нам вдалося суттєво зменшити антену, вона все одно приблизно у 1,5 раза довша за ніжки вертольота. Це означає, що під час посадки антена має згинатися, а якщо апарат сяде на камінь, вона вигнеться ще сильніше. Але коли вертоліт знову злетить, вона повинна повернутися у вихідне положення для збору даних,
– заявила Крістін Гебара, керівниця з механічної частини підповерхневого радара SkyFall у JPL.
Конструкцію антени захистили поліестером, шарами міцного матеріалу Vectran, який раніше використовували в амортизаційних подушках роверів Spirit та Opportunity, а також пружинами з гнучкого скловолокна й магнієвим кріпленням.
Інженери випробували прототип у Лабораторії екологічних тестів JPL. Вони піддавали антену багаторазовим вигинам, імітуючи сотні посадок на марсіанські камені, випробовували її в температурній камері із заперечними та високими значеннями та перевіряли передачу сигналів в електромагнітній камері. Апарат успішно витримав випробування, що у 2 рази перевищують необхідний ресурс у 200 посадок, зберігши якість сигналу.
Коли планують запуск місії
Зараз команда створює інженерну модель для випробувань на вібрацію, польових тестів та перевірки на спеціальному майданчику Mars Yard. Запуск місії SkyFall запланували на кінець 2028 року на борту космічного апарата Space Reactor-1 Freedom, який стане першою міжпланетною місією людства з ядерною енергетичною установкою.