Momenteel zijn er meer dan een dozijn robotmissies die de atmosfeer en het oppervlak van Mars verkennen. Deze omvatten onder meer de Curiosity rover, de Kans rover, de Mars Orbiter Mission (MOM), de Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), de Marsatmosfeer en vluchtige evolutie (MAVEN) orbiter, en de binnenkort te arriveren InSight Lander. De komende tien jaar staan er nog veel meer missies op het programma.
NASA is bijvoorbeeld van plan uit te breiden op wat Nieuwsgierigheid heeft bereikt door het verzenden van deMars 2020 Rover om een monster-terugkeermissie uit te voeren. Volgens een recente aankondiging van NASA zal deze missie ook de Mars helikopter - een kleine, autonome rotorcraft die de levensvatbaarheid en het potentieel van voertuigen zwaarder dan lucht op de Rode Planeet zal aantonen.
Zoals NASA-beheerder Jim Bridenstine in een recent NASA-persbericht verklaarde, past dit rotocraft in de lange traditie van innovatie van NASA. 'NASA heeft een trotse geschiedenis van primeurs', zei ze. 'Het idee van een helikopter die door de lucht van een andere planeet vliegt, is opwindend. De Mars-helikopter is veelbelovend voor onze toekomstige wetenschappelijke, ontdekkings- en verkenningsmissies naar Mars. ”
De Amerikaanse vertegenwoordiger John Culberson uit Texas herhaalde de verklaring van Bridenstine. "Het is passend dat de Verenigde Staten de eerste natie in de geschiedenis zijn die het eerste zwaarder dan luchtschip op een andere wereld heeft gevlogen", zei hij. "Deze opwindende en visionaire prestatie zal jonge mensen in de hele Verenigde Staten inspireren om wetenschappers en ingenieurs te worden en de weg vrij te maken voor nog grotere ontdekkingen in de toekomst."
De Mars-helikopter begon als technologieontwikkelingsproject bij NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL), waar het de afgelopen vier jaar werd ontworpen, ontwikkeld, getest en opnieuw getest. Het resultaat hiervan is een voetbalvliegtuig ter grootte van een voetbal dat iets minder dan 1,8 kg weegt en vertrouwt op twee in tegengestelde richting draaiende bladen om te draaien met een snelheid van bijna 3.000 tpm (10 keer de snelheid van een helikopter hier op aarde).
Zoals Mimi Aung, de projectmanager van Mars Helicopter bij JPL, aangaf:
'Het hoogterecord voor een helikopter die hier op aarde vliegt, is ongeveer 40.000 voet. De atmosfeer van Mars is slechts één procent van die van de aarde, dus als onze helikopter op het oppervlak van Mars staat, staat hij al op het aardequivalent van 100.000 voet omhoog. Om het met die lage atmosferische dichtheid te laten vliegen, moesten we alles onder de loep nemen, het zo licht mogelijk maken en tegelijkertijd zo sterk en krachtig mogelijk zijn. '
Dit concept is ideaal om te navigeren door de dunne atmosfeer van Mars, waar de gemiddelde oppervlaktedruk ongeveer 0,6% is van die van de aarde op zeeniveau (0,60 kPa vergeleken met 101,3 kPa). Deze laagvliegende helikopter zou niet alleen het bereik van een rover kunnen vergroten, hij zal ook gebieden kunnen verkennen die de rover ontoegankelijk zou vinden. Zoals Thomas Zurbuchen, de Associate Administrator voor NASA's Directoraat Wetenschapsmissie, uitlegde:
"Het verkennen van de Rode Planeet met NASA's Mars-helikopter is een voorbeeld van een succesvol huwelijk van wetenschappelijke en technologische innovatie en is een unieke kans om Mars-verkenning voor de toekomst te bevorderen. Nadat de Wright Brothers 117 jaar geleden bewezen hadden dat aangedreven, aanhoudende en gecontroleerde vlucht hier op aarde mogelijk was, kan een andere groep Amerikaanse pioniers bewijzen dat hetzelfde op een andere wereld kan. '
Andere mogelijkheden die het geoptimaliseerd maken voor verkenning van Mars zijn onder meer lithium-ionbatterijen, zonnecellen om ze opgeladen te houden en verwarmingsmechanismen die het warm houden tijdens Marsavonden - waar de gemiddelde temperatuur kan oplopen tot 210 K (-63 ° C; -82 ° F) rond de middelste breedtegraden. Daarnaast is de helikopter geprogrammeerd om autonoom te vliegen, aangezien hij niet real-time kan vliegen (gezien de afstanden).
Er zullen commando's worden gegeven door controllers op aarde, waarbij de rover als relais wordt gebruikt, die de helikopter zal instrueren om met de vlucht te beginnen zodra deze klaar is om te worden ingezet. Dit begint kort nadat de rover op de planeet arriveert (wat naar verwachting in februari 2021 zal gebeuren) met de helikopter aan zijn buikpan bevestigd. De rover kiest vervolgens een locatie om de helikopter op de grond te zetten.
Nadat het opladen van de batterijen is voltooid en er een reeks pre-flight tests zijn uitgevoerd, zullen controllers op aarde opdrachten doorgeven aan de Mars helikopter om de eerste 30 dagen durende vluchttestcampagne te beginnen. Dit omvat maximaal vijf vluchten die het voor steeds langere tijd (tot 90 seconden) naar steeds grotere afstanden van de rover (tot een paar honderd meter) brengen.
Tijdens zijn eerste vlucht maakt de helikopter een korte verticale klim naar 3 meter (10 voet), waar hij ongeveer 30 seconden blijft zweven. Zodra deze tests zijn voltooid, wordt de Mars helikopter zal de rover assisteren bij het uitvoeren van geologische beoordelingen en het bepalen van de bewoonbaarheid van zijn landingszicht. Het doel hiervan is om te zoeken naar tekenen van oud leven op Mars en de natuurlijke hulpbronnen en gevaren te beoordelen voor toekomstige missies met menselijke ontdekkingsreizigers.
De rover zal ook de allereerste missie voor het retourneren van monsters van Mars uitvoeren, monsters van steen en aarde verzamelen, deze in afgesloten buizen omhullen en ze op de planeet achterlaten voor toekomstige terugwinning door astronauten. Als alles goed gaat, laat de helikopter zien dat laagvliegende verkenners en luchtvoertuigen een waardevol onderdeel kunnen zijn van toekomstige missies. Deze omvatten waarschijnlijk robotmissies naar de grootste maan van Saturnus, Titan, waar onderzoekers hopen het oppervlak en de atmosfeer te verkennen met een helikopter (zoals het Dragonfly-concept).
De Mars 2020 missie zal naar verwachting een aantal zeer indrukwekkende dingen over de Rode Planeet onthullen. Als de helikopter een levensvatbaar onderdeel van de missie blijkt te zijn, kunnen we verwachten dat aanvullende informatie en afbeeldingen zullen worden verstrekt van locaties waar een conventionele rover niet kan komen. En geniet ondertussen van deze animatie van de Mars-helikopter in actie, met dank aan NASA-JPL:
