NASA испытало лопасти будущего марсианского вертолёта сверхзвуковой скоростью вращения

Инженеры NASA сообщили о важном технологическом достижении: во время испытаний лопасти нового марсианского вертолёта впервые превысили скорость звука, достигнув показателя 1,08 Маха. Это примерно на треть больше по сравнению с прошлым марсианским вертолётом Ingenuity, а значит, обещает большую грузоподъемность будущих марсианских воздушных разведчиков.

Тесты проводились в специальной вакуумной камере, имитирующей разреженную атмосферу Марса, где давление примерно в сто раз ниже земного. Это стало серьёзным шагом вперёд в развитии внеземной авиации, поскольку полёты в столь неплотной атмосфере требуют крайне высоких оборотов роторов и нестандартных инженерных решений.

Новый проект создаётся как развитие успешного марсианского вертолёта Ingenuity, который в 2021 году стал первым аппаратом, совершившим управляемый полёт на другой планете. Однако возможности Ingenuity были ограничены его массой и полезной нагрузкой. Для следующего поколения вертолётов инженеры стремятся увеличить грузоподъёмность и дальность полёта. Согласно результатам испытаний, переход к сверхзвуковой скорости вращения концов лопастей позволяет повысить подъёмную силу примерно на 30 %, что даст возможность перевозить более тяжёлые научные приборы, аккумуляторы увеличенной ёмкости и сложные системы навигации.

Испытания проходили на нескольких вариантах роторов. Один из них — трёхлопастная конструкция, другой — двухлопастная система под названием SkyFall. Чтобы добиться нужного эффекта, исследователи использовали встречный поток воздуха, создаваемый дополнительным винтом (на реальном вертолёте их должно быть два, чтобы аппарата не вращался вокруг своей оси), что позволило смоделировать реальные условия движения аппарата в атмосфере Марса. Несмотря на то что преодоление звукового барьера на Земле обычно сопровождается сильными вибрациями и аэродинамической нестабильностью, испытания показали, что конструкция выдерживает экстремальные нагрузки без разрушения. Это подтверждает перспективность технологии для будущих инопланетных миссий, а не только для Марса.

Разработка таких сверхскоростных роторов открывает новые возможности для исследования Красной планеты. Следующие марсианские вертолёты смогут выполнять не только разведку местности, как это делал Ingenuity, но и доставлять научное оборудование, обследовать труднодоступные каньоны, кратеры и пещеры, а также помогать наземным роверам прокладывать безопасные маршруты. В перспективе подобные технологии могут стать основой для полноценной воздушной транспортной системы на Марсе, что значительно расширит возможности будущих экспедиций и приблизит человечество к более масштабному освоению планеты.

Двухлопастной ротор показал лучшую динамику, разгоняясь до сверхзвуковой скорости быстрее трёхлопастного: на 3570 об/мин для двух лопастей против 3750 об/мин для трёх. Двухлопастной ротор имеет больший диаметр, поэтому его кончики быстрее достигают целевой скорости. Миссия SkyFall, в честь которой назвали пару лопастей, — это запланированный NASA полёт к Марсу корабля с ядерным двигателем, который должен состояться в конце 2028 года. Если всё будет реализовано, спускаемый аппарат сбросит в воздухе три вертолёта, которые среди прочих задач будут искать место для оптимальной высадки человека на Красную планету.