We weten al geruime tijd dat NASA een helikopter naar Mars stuurt. Het voertuig, de Mars-helikopter, wordt momenteel getest in het Jet Propulsion Laboratory van de NASA in Californië. De kleine helikopter zal uiteindelijk zijn weg naar Mars vinden als onderdeel van de Mars 2020 Rover-missie.
De Mars-helikopter is vrij klein, minder dan 1,8 kg (4 lb). Het is gemaakt van lichtgewicht koolstofvezel en andere materialen zoals aluminium, silicium en folie. De geteste versie is het voertuig dat de reis naar Mars zal maken.
De Mars Helicopter is een demonstratiemissie voor technologie. Dat betekent dat het algehele succes van de Mars 2020 Rover-missie waarvan het deel uitmaakt, niet afhangt van het succes van de helikopter. Het tagt mee zodat NASA kan leren hoe ze vliegtuigen op Mars kan ontwerpen, bouwen en gebruiken.
Vliegen op Mars brengt enorme uitdagingen met zich mee. De krachtbron kan geen verbranding zijn (tenzij hij hydrazine gebruikt) omdat er geen zuurstof is. De atmosfeer is zo dun dat je enorme vleugels nodig hebt, wat problematisch is voor de reis naar Mars. En elk vliegtuig zou autonoom moeten zijn, omdat je het vanaf hier op aarde niet op afstand kunt bedienen.
Maar het heeft heel veel voordelen om een vliegtuig aan het werk te krijgen op Mars.
Het kan worden gebruikt om een landingsgebied uit te zoeken voor andere missies, met een veel grotere precisie dan welke orbiter ook. Het kon verhoogde kenmerken verkennen, in lavapijpen vliegen en in feite het wetenschappelijke bereik van elke rover- of landingsmissie waar het deel van uitmaakte uitbreiden. Daarom blijft NASA eraan werken.
De Mars-helikopter lost de problemen van het vliegen op Mars op met slimme techniek. Hij werkt op zonne-energie en gebruikt zijn eigen kleine panelen om de batterij op te laden. Het maakt gebruik van contra-roterende rotors om de ruimtevereisten tijdens reizen naar Mars laag te houden. Contra-roterende rotoren zijn nodig omdat bij een enkele rotor de romp in tegengestelde richting zal draaien. Daarom hebben de meeste helikopters staartrotors.
Het is ook autonoom. Het duurt korte vluchten verwijderd van de rover, elk slechts 90 seconden.
“Maar deze recente test van het vluchtmodel was het echte werk. Dit is onze helikopter op weg naar Mars. '
MiMi Aung, Mars Helicopter Project Manager.
De tests zijn gericht op hoe de helo op Mars kan werken. NASA gebruikte hun Space Simulator, een grote vacuümkamer in het Jet Propulsion Laboratory. De simulator kan de dunne atmosfeer en de lage temperatuur op Mars nabootsen.
"De atmosfeer van Mars is slechts ongeveer één procent van de dichtheid van de aarde", zegt Mimi Aung, projectmanager voor de Mars-helikopter bij het NASA-straalvoortstuwingslaboratorium in Pasadena, Californië. "Onze testvluchten zouden hier op aarde een vergelijkbare atmosferische dichtheid kunnen hebben - als je legt je vliegveld 100.000 voet (30.480 meter) omhoog. Dus je kunt nergens heen gaan en dat vinden. Je moet het halen. '
"We zijn klaar voor die eerste vlucht op Mars, we hebben meer dan 75 minuten vliegtijd geregistreerd met een technisch model, dat een goede benadering was van onze helikopter", zei Aung. “Maar deze recente test van het vluchtmodel was het echte werk. Dit is onze helikopter op weg naar Mars. We moesten ervoor zorgen dat het werkte zoals geadverteerd. '
De simulator kan de lage zwaartekracht van Mars echter niet nabootsen. Om dat te doen, bedachten ingenieurs een zwaartekracht-onbelast systeem. Het is een vanglijn die aan de bovenkant van de helikopter wordt bevestigd en eraan trekt. De ononderbroken sleepboot biedt voldoende lift om de zwakkere zwaartekracht van Mars te simuleren.
"Het gravity offload-systeem presteerde perfect, net als onze helikopter", zegt Teddy Tzanetos, testleider van het Mars Helicopter Program. “We hadden slechts een zweefvliegtuig van 2 inch (5 centimeter) nodig om alle datasets te verkrijgen die nodig waren om te bevestigen dat onze Mars-helikopter autonoom vliegt zoals ontworpen in een dunne Mars-achtige atmosfeer; hoger hoefden we niet te gaan. Het was een geweldige eerste vlucht. '
Dit kan het begin zijn van iets groots voor de verkenning van Mars. Deze voertuigen in de lucht kunnen niet veel van de lading vervoeren, dus ze zullen nooit rovers en landers vervangen. Maar als onderdeel van de missie van een rover konden ze veel toevoegen.
Ze kunnen de ogen zijn voor een rover en chauffeurs helpen de beste route rond obstakels te kiezen. Ze kunnen gebieden verkennen die totaal niet toegankelijk zijn voor rovers. Ze kunnen dienen als verkenners, op zoek naar de beste plekken om monsters te verzamelen of te boren.
Ze kunnen ons ook geweldige Mars-snoepjes geven, iets wat we van elke NASA-missie gewend zijn.
