NASA bestätigt: Neue Mars-Propeller durchbrechen sicher Schallmauer

Während die Schallgeschwindigkeit auf der Erde 760 mph (1.223 km/h) beträgt, sinkt sie auf dem Mars aufgrund der einzigartigen atmosphärischen Dichte und der gefrierenden Temperaturen auf nur 540 mph (869 km/h).

Diese Entwicklung ebnete den Weg für die Mission SkyFall 2028, bei der Flugzeuge eingesetzt werden, die deutlich schwerere wissenschaftliche Nutzlasten zum Roten Planeten transportieren können. „Die NASA hatte mit dem Mars-Helikopter Ingenuity eine großartige Phase, doch wir fordern nächsten Generation, auf dem Roten Planeten noch mehr zu leisten", sagte Al Chen, Manager des Mars-Explorationsprogramms am JPL. „Das ist keine leichte Forderung. „Obwohl alles an Mars schwierig ist, ist der Flug dorthin fast das Schwerste, das man tun kann.

Das liegt daran, dass die Atmosphäre des Planeten so unglaublich dünn ist, dass es schwer ist, Auftrieb zu erzeugen, und doch besitzt Mars eine erhebliche Schwerkraft", fügte Chen hinzu. Entwicklung Erbe, das 2021 den motorisierten Flug auf dem Mars demonstrierte, markiert das neue NASA-Projekt SkyFall einen Wandel funktionaler wissenschaftlicher Erkundung.

Diese Flugzeuge der nächsten Generation werden

Diese Flugzeuge der nächsten Generation werden mit spezialisierten Sensoren und Instrumenten ausgestattet sein, um kritische Daten in niedrigen Höhen zu erfassen. Die Flotte wird wesentliche Unterstützung sowohl für robotische Missionen als auch für zukünftige menschliche Expeditionen zum Roten Planeten leisten.

Um in der extrem dünnen Atmosphäre des Mars – die nur 1 % der Dichte der Erdatmosphäre aufweist – ausreichenden Auftrieb zu erzeugen, müssen die Rotoren mit nahezu Überschallgeschwindigkeit betrieben werden. Helikopter auf der Erde verfügen über ausreichend Luftmoleküle, um bei niedrigeren Geschwindigkeiten Schub zu erzeugen, während Marsflugzeuge sich dem „Sonic Edge" nähern müssen, um in der Luft zu bleiben.

Um dieses Risiko zu managen, begrenzte das Team auf 2.700 Umdrehungen pro Minute und hielt einen Sicherheitspuffer aufrecht, um die unvorhersehbaren physikalischen Effekte der Schallmauer sowie potenzielle Turbulenzen durch Marsstaubwirbel zu vermeiden. „Wenn Chuck Yeager hier wäre, würde er Ihnen sagen, dass es um Mach 1 herum etwas unbeherrschbar werden kann", sagte Jaakko Karras, der Leiter der Rotortests. „Unter Berücksichtigung dessen haben wir die Flüge, dass die Rotorklingenenden bei Windstille eine Geschwindigkeit 0,7 erreichen, sodass sie bei Begegnung mit einem Mars-Gegenwind während des Fluges nicht Überschallgeschwindigkeit erreichen.

Leistung und Energieausbeute

Doch wir möchten nächsten Generationen Marsflugzeugen mehr Leistung. Wir mussten wissen, ob unsere Rotoren sicher schneller drehen können." Projekt SkyFall Um zukünftige Mars-Helikopter-Designs zu evaluieren, testeten Ingenieure einen drei-blättrigen Rotor 25-Fuß-Raum Simulator der JPL.

Es wurde mit einer Kohlendioxid- und Blechbeschichtung modifiziert, um martianische Bedingungen nachzubilden und potenzielle Rotorblattausfälle zu verhindern. Das Team überwachte den Rotor, während er 3.750 Umdrehungen pro Minute (Mach 0,98) erreichte, und führte anschließend zunehmend stärkere Gegenwinde ein, um die Haltbarkeit der Rotorblätter an der Grenze zur Schallmauer zu testen.

Durch das erfolgreiche Erreichen der Rotorblattspitzen auf Mach 1,08 wurde ein Auftriebszuwachs von 30 Prozent erzielt. Dies ermöglicht es zukünftigen Marsflugzeugen, schwerere wissenschaftliche Sensoren und größere Batterien zu tragen.

Die Tests wurden auf den zweiblättrigen SkyFall-Rotor ausgeweitet, der aufgrund seines längeren Blattabstands bereits bei niedrigeren 3.570 Umdrehungen pro Minute nahezu Überschallgeschwindigkeiten erreichte. Gemeinsam bestätigen diese Ergebnisse, dass Konzepte der nächsten Generation die extremen physikalischen Anforderungen für langanhaltende, hochleistungsfähige Flüge auf dem Roten Planeten bewältigen können.