Derzeit gibt es über ein Dutzend Robotermissionen, die die Atmosphäre und die Oberfläche des Mars erkunden. Dazu gehören unter anderem die Neugierde Rover, das Gelegenheitsrover, das Mars Orbiter Mission (MOM), die Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), die Marsatmosphäre und flüchtige Entwicklung (MAVEN) Orbiter und der bald ankommende InSight Lander. In den kommenden zehn Jahren sind viele weitere Missionen geplant.
Zum Beispiel plant die NASA, was zu erweitern Neugierde hat durch das Senden der erreichtMars 2020 Rover, um eine Probenrückgabemission durchzuführen. Laut einer kürzlich von der NASA herausgegebenen Ankündigung wird diese Mission auch die Mars Hubschrauber - ein kleines, autonomes Drehflüglerfahrzeug, das die Lebensfähigkeit und das Potenzial von Fahrzeugen auf dem Roten Planeten demonstriert, die schwerer als Luft sind.
Wie der NASA-Administrator Jim Bridenstine kürzlich in einer Pressemitteilung der NASA erklärte, entspricht dieses Rotocraft den langjährigen Innovationstraditionen der NASA. "Die NASA hat eine stolze Geschichte von Premieren", sagte sie. „Die Idee eines Hubschraubers, der den Himmel eines anderen Planeten fliegt, ist aufregend. Der Mars-Hubschrauber ist vielversprechend für unsere zukünftigen Wissenschafts-, Entdeckungs- und Erkundungsmissionen zum Mars. “
Der US-Repräsentant John Culberson aus Texas wiederholte die Aussage von Bridenstine. "Es ist passend, dass die Vereinigten Staaten von Amerika die erste Nation in der Geschichte sind, die das erste schwerere Flugzeug auf einer anderen Welt fliegt", sagte er. "Diese aufregende und visionäre Leistung wird junge Menschen in den USA dazu inspirieren, Wissenschaftler und Ingenieure zu werden, und den Weg für noch größere Entdeckungen in der Zukunft ebnen."
Der Mars-Hubschrauber begann als Technologieentwicklungsprojekt im Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, wo er in den letzten vier Jahren entworfen, entwickelt, getestet und erneut getestet wurde. Das Ergebnis ist ein fußballgroßes Drehflüglerflugzeug mit einem Gewicht von knapp 1,8 kg und zwei gegenläufigen Blättern, die sich mit einer Geschwindigkeit von fast 3.000 U / min drehen (zehnmal so schnell wie ein Hubschrauber hier auf der Erde).
Als Mimi Aung, der Projektmanager von Mars Helicopter bei JPL, erklärte:
„Der Höhenrekord für einen Hubschrauber, der hier auf der Erde fliegt, liegt bei etwa 40.000 Fuß. Die Marsatmosphäre ist nur ein Prozent der Erdatmosphäre. Wenn sich unser Hubschrauber also auf der Marsoberfläche befindet, befindet er sich bereits auf dem Erdäquivalent von 100.000 Fuß über dem Meeresspiegel. Um es mit dieser geringen atmosphärischen Dichte fliegen zu lassen, mussten wir alles genau untersuchen, es so leicht wie möglich machen und dabei so stark und kraftvoll wie möglich sein. “
Dieses Konzept ist ideal für die Navigation durch die dünne Marsatmosphäre, wo der mittlere Oberflächendruck etwa 0,6% des Erddrucks auf Meereshöhe beträgt (0,60 kPa gegenüber 101,3 kPa). Dieser niedrig fliegende Hubschrauber könnte nicht nur die Reichweite eines Rovers erhöhen, sondern auch Gebiete erkunden, die für den Rover unzugänglich wären. Thomas Zurbuchen, Associate Administrator der Direktion für Wissenschaftsmissionen der NASA, erklärte:
„Die Erkundung des Roten Planeten mit dem Mars-Hubschrauber der NASA ist ein Beispiel für eine erfolgreiche Verbindung von wissenschaftlichen und technologischen Innovationen und eine einzigartige Gelegenheit, die Erforschung des Mars für die Zukunft voranzutreiben. Nachdem die Gebrüder Wright vor 117 Jahren bewiesen haben, dass hier auf der Erde ein angetriebener, anhaltender und kontrollierter Flug möglich ist, könnte eine andere Gruppe amerikanischer Pioniere beweisen, dass dies auch auf einer anderen Welt möglich ist. “
Weitere Funktionen, die es für die Marserkundung optimieren, sind Lithium-Ionen-Batterien, Solarzellen, um sie aufgeladen zu halten, und Heizmechanismen, die es in Marsnächten warm halten - wo die Durchschnittstemperaturen bis zu 210 K (-63 ° C) betragen können; -82 ° F) um die mittleren Breiten. Darüber hinaus ist der Hubschrauber so programmiert, dass er autonom fliegt, da er (angesichts der Entfernungen) nicht in Echtzeit geflogen werden kann.
Befehle werden von Fluglotsen auf der Erde ausgegeben, wobei der Rover als Relais verwendet wird, der den Hubschrauber anweist, den Flug zu beginnen, sobald er einsatzbereit ist. Dies wird kurz nach der Ankunft des Rovers auf dem Planeten beginnen (was voraussichtlich im Februar 2021 geschehen wird), wobei der Hubschrauber an seiner Bauchwanne befestigt ist. Der Rover wählt dann einen Ort aus, an dem der Hubschrauber auf dem Boden eingesetzt werden soll.
Nachdem der Ladevorgang abgeschlossen ist und eine Reihe von Tests vor dem Flug durchgeführt wurden, leiten die Controller auf der Erde Befehle an die weiter Mars Hubschrauber um seine erste 30-tägige Flugtestkampagne zu starten. Dies umfasst bis zu fünf Flüge, die für längere Zeiträume (bis zu 90 Sekunden) zu immer größeren Entfernungen vom Rover (bis zu einigen hundert Metern) führen.
Bei seinem ersten Flug macht der Hubschrauber einen kurzen vertikalen Aufstieg auf 3 Meter (10 Fuß), wo er etwa 30 Sekunden lang schwebt. Sobald diese Tests abgeschlossen sind, wird die Mars Hubschrauber unterstützt den Rover bei der Durchführung geologischer Bewertungen und bestimmt die Bewohnbarkeit seines Landeanblicks. Ziel ist es, nach Zeichen des antiken Lebens auf dem Mars zu suchen und die natürlichen Ressourcen und Gefahren für zukünftige Missionen mit menschlichen Forschern zu bewerten.
Der Rover wird auch die erste Mission zur Probenrückgabe vom Mars durchführen, bei der Proben von Gestein und Boden entnommen, in versiegelte Röhren eingeschlossen und auf dem Planeten zurückgelassen werden, damit sie künftig von Astronauten abgerufen werden können. Wenn alles gut geht, wird der Hubschrauber zeigen, dass niedrig fliegende Späher und Luftfahrzeuge ein wertvoller Bestandteil zukünftiger Missionen sein können. Dazu gehören wahrscheinlich Robotermissionen zum größten Saturnmond, Titan, wo Forscher hoffen, die Oberfläche und die Atmosphäre mit einem Hubschrauber (wie dem Dragonfly-Konzept) zu erkunden.
Das Mars 2020 Die Mission wird voraussichtlich einige sehr beeindruckende Dinge über den Roten Planeten enthüllen. Wenn sich der Hubschrauber als praktikabler Teil der Mission erweist, können wir erwarten, dass zusätzliche Informationen und Bilder von Orten bereitgestellt werden, die ein herkömmlicher Rover nicht erreichen kann. In der Zwischenzeit können Sie diese Animation des Mars-Hubschraubers in Aktion mit freundlicher Genehmigung der NASA-JPL genießen:
