Mars 2020 (3. rész)
(Rovat: Űrszondák a Marsnál, Perseverance , Távoli világok kutatói - 2020.08.05 07:15.)

Sorozatunk utolsó részében részletesen bemutatjuk a Mars-helikoptert, és egy gondolat erejéig visszatekintünk a rover elődjeire.

Mint az sokak számára ismert, a Vénusz légkörében már utaztak, sodródtak ballonok, az Interkozmosz VEGA programjának (VE: Venyera = Vénusz) keretében, még a 80-as évek közepén. Irányított, motoros repülést egy idegen bolygó légkörében azonban most fognak először kipróbálni. E célból a Perseverance alsó részén helyezték el összecsukva a korábban Mars Helicopter néven futó Ingenuity drónhelikoptert.

Helikopter a Marson

Az 1,8 kg tömegű, 80 cm magas és 120 cm rotorátmérőjű eszköz összecsukott állapotban utazik a rover alján egészen a felszínig. Itt (60–90 nappal a landolás után) a talajra helyezik, majd elgördül fölüle a marsjáró. Ezután kerülhet sor a kis forgószárnyas jármű akkuinak feltöltésére. A koaxiális forgószárnyakkal felszerelt eszköz energiaellátását ugyanis – kevesebb mint 300 g tömegű – akkumulátorok biztosítják. Ezeket a repülő szerkezet tetején elhelyezett napelem tölti. Az önálló repülésre csak ez után kerülhet sor. Reményeink szerint a – legalább 100 m-re eltávolodott – marsjáró tetején lévő „tornyon” elhelyezett kamerarendszer is fogja követni a kis helikopter (forgó)szárnyalását.

A rotorlapátok szénszál erősítésű habból készültek, végükön a sebesség elérheti a helyi hangsebesség 70%-át. A roverrel kommunikáló (900 MHz-es) rádió maximális hatótávolsága 1 km, ezért a Perseverance-tól történő repülési távolságot 300 m-ben, a magasságot pedig 5 méterben maximálták. A repülés sebessége elérheti akár a 10 m/s-ot vízszintesen, és a 3 m/s-ot függőlegesen. Miután a cél elsősorban a technológia használhatóságának vizsgálata – azaz hogy használható-e egyáltalán drónhelikopter a Marson a jövőben –, ezért egy repülés legfeljebb 90–120 másodpercig tarhat.

Egy fontos gyakorlati célról (felderítés a rover számára kritikus környezetben) most még csak másodsorban van szó. Ezért nem is cél a napi egynél több repülés és az összesen öt repülés a maximális cél (álom). A tervezők ugyanakkor kijelentették, hogy önmagában már azt 100%-os sikernek fogják tekinteni, ha egyetlen egy sikeres repülés lesz! A jövőbeli fejlesztéseket ugyanis már egy önálló repülés is nagyban segíti.

Az Ingenuity (leleményesség, találékonyság) nevű marsi drónhelikopter. A rotor átmérője 120 cm, a központi egység (doboz) rejti az akkumulátorokat. (Kép: NASA / JPL)

Miért oly nehéz ez a faladat, hisz lassan már a sarkon is forgószárnyas drónok jönnek szembe? Lássunk néhány tényt:

1. A Mars légköre jóval ritkább a Földénél, ezért kellenek a tömeghez képest nagyméretű, és gyorsan – akár 2400 fordulat/perccel – mozgó forgószárnyak.
2. A kis méret miatt csak napelemmel lehet tölteni, viszont a Mars felszínén a Nap fénye nagyon gyenge, ráadásul a légköri átlátszóságot gyakran rontják porviharok.
3. A Marson nem tudnak mágneses iránytűt használni, ehelyett egy Nap-szenzor, egy „vizuális-inerciális” navigációs rendszer, valamint dőlés- és magasságmérők kombinációját kell alkalmazni.
4. A repülést teljesen önállóan kell elvégezni, a Föld–Mars távolság miatt a Földről lehetetlen irányítani, vagy beavatkozni. Azt, hogy a repülés sikerült-e egyáltalán, is már csak utólag fogjuk megtudni…

Az összecsukott Ingenuity Mars-helikoptert még 2019. augusztus 28-án helyezték el a hátára fordított Perseverance hasán. (Kép: NASA / JPL)

A kis forgószárnyas drónt igen részletesen mutatja be ez a videó. (Forrás: NASA / JPL)

Zárszó (helyett)

Reméljük, olvasóink élvezték háromrészes cikksorozatunkat. Eddig a vörös bolygóhoz indított, és három generációt képviselő, összesen öt amerikai roverből mind az öt jóval sikeresebb volt annál, mint amire tervezőik eredetileg számították! Nem csak eljutottak a Mars felszínére, de valamennyi sokkal tovább működött, mint tervezték.

• A 12 kg-os Sojourner a tervezett 7 helyett 83 marsi napig robotolt.
• Az egyenként 185 kg-os és 1,5 × 2,3 × 1,6 m befoglaló méretű Spirit közel 6 évvel, míg az Opportunity több mint 14 évvel lépte túl tervezett 90 napos élettartamát! (Egy kis összehasonlítás: a pár napja útra kelt kínai Mars-rover 240 kg tömegű, mérete 2,0 × 1,6 × 0,8 m, tervezett élettartama a felszínen 90 marsi nap.)
• A közel 1 tonnás, 2012 nyarán landolt Curiosity pedig e sorok írásakor is működik, bár programját csak 2 marsi évre tervezték…

Amerikai marsjárók földi tesztpéldányainak „csoportképe”. (Kép: NASA / JPL-Caltech)

Reméljük, a jó sorozat nem szakad meg, és a Perseverance is megfelel a várakozásoknak. Ezért zárásként álljon itt egy felvétel a kis Sojournerrel, a közepes méretű és a 2. generációt (Spirit és Opportunity ikrek) képviselő roverrel, valamint a Curiosityval.