NASA, gelecekteki Mars helikopter tasarımlarını test etmek için iki dünyayı kullanıyor

Tarihte ilk kez iki gezegen gelecekteki uçak tasarımlarının test edilmesine ev sahipliği yaptı. Bu dünyada, yeni nesil Mars helikopterleriyle kullanılabilecek yeni bir rotor, yakın zamanda süpersonik hızlara (0,95 Mach) yakın bir hızda dönen NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı’nda test edildi. Bu arada, ajansın Ingenuity Mars Helikopteri, deneysel uçuş testleri adına Kızıl Gezegende yeni irtifa ve hız rekorları kırdı.

Ingenuity’nin proje yöneticisi ve Mars Örnek Kurtarma Helikopterleri yöneticisi Teddy Tzanetos, “Yeni nesil Mars helikopteri testlerimiz kelimenin tam anlamıyla her iki dünyanın da en iyisine sahip oldu” dedi. “Burada, Dünya’da, yeni uçak bileşenlerini test ederken umabileceğiniz tüm enstrümantasyona ve uygulamalı yakınlığa sahipsiniz. Mars’ta, burada, Dünya’da asla gerçekten yeniden yaratamayacağınız, gerçek dünya dışı koşullara sahipsiniz.” Buna, fısıltı kadar ince bir atmosfer ve Dünya’dakinden önemli ölçüde daha az yer çekimi de dahildir.

Dünya üzerinde test edilen yeni nesil karbon fiber rotor kanatları, Ingenuity’ninkinden neredeyse 4 inç (10 santimetreden fazla) daha uzun, daha güçlü ve farklı bir tasarıma sahip. NASA, bu kanatların daha büyük, daha yetenekli Mars helikopterlerine olanak sağlayacağını düşünüyor. Buradaki zorluk, bıçak uçları süpersonik hızlara yaklaştıkça, titreşime neden olan türbülansın hızla kontrolden çıkabilmesidir.

Dünya üzerinde bir Mars atmosferi yaratacak kadar büyük bir alan bulmak için mühendisler, JPL’nin 25 metre genişliğinde, 85 metre yüksekliğinde (8 metreye 26 metre) uzay simülatörüne baktılar; Surveyor, Voyager ve Cassini uzay benzeri ortamların ilk tadına vardı. Eylül ayında üç hafta boyunca bir ekip, bıçakların her zamankinden daha yüksek hızlarda ve daha büyük eğim açılarında koşulara dayanmasını sağlayan sensörleri, ölçüm cihazlarını ve kameraları izledi.

JPL’de Numune Kurtarma Helikopteri test şefi yardımcısı Tyler Del Sesto, “Kanatlarımızı 3.500 rpm’ye kadar döndürdük; bu, Ingenuity bıçaklarının dakikada 750 devir daha hızlı olduğu anlamına gelir” dedi. “Bu daha verimli bıçaklar artık varsayımsal bir egzersizden daha fazlasıdır. Uçmaya hazırlar.”

Hemen hemen aynı sıralarda ve yaklaşık 100 milyon mil (161 milyon kilometre) uzakta, Ingenuity’ye, Mars Helikopter ekibinin yapmayı asla hayal edemeyeceği şeyleri denemesi emrediliyordu.

Dördüncü kaya uçuş testi

Ingenuity’nin başlangıçta beş defadan fazla uçmaması planlanmıştı. İlk uçuşu iki buçuk yıldan fazla bir süre önce görev defterine giren helikopter, planlanan 30 günlük görevini 32 kat aşarak 66 kez uçtu. Ingenuity’nin havaya uçtuğu her sefer, yeni bir zemin kaplıyor ve daha önceki hiçbir gezegen misyonunun başaramayacağı bir perspektif sunuyor. Ancak son zamanlarda Team Ingenuity, güneş enerjisiyle çalışan rotorlu taşıtlarını daha önce hiç olmadığı gibi bir dönüşe çıkarıyor.

Ingenuity’nin JPL’deki baş mühendisi Travis Brown, “Geçtiğimiz dokuz ayda maksimum hava hızımızı ve irtifamızı iki katına çıkardık, dikey ve yatay hızlanma oranımızı artırdık ve hatta daha yavaş inmeyi öğrendik” dedi. “Zarf genişletmesi, görev tasarımcılarının gelecekteki Mars helikopterleri için kullanılabilecek çok değerli veriler sağlıyor.”

Mevcut enerji ve motor sıcaklığı hususlarıyla sınırlı olan Ingenuity uçuşları genellikle iki ila üç dakika kadar sürer. Helikopter daha hızlı uçarak tek uçuşta daha fazla yer kat edebilse de, çok hızlı uçmak araçtaki navigasyon sistemini karıştırabilir. Sistem, görüş alanı içinde hareket eden kayaları ve diğer yüzey özelliklerini tanıyan bir kamera kullanıyor. Bu özellikler çok hızlı geçerse sistem yolunu kaybedebilir.

Bu nedenle, daha yüksek bir maksimum yer hızına ulaşmak için ekip, Ingenuity’ye daha yüksek irtifalarda uçması için komutlar gönderiyor (talimatlar her uçuştan önce helikoptere gönderiliyor), bu da özelliklerin daha uzun süre görüşte kalmasını sağlıyor. Uçuş 61, Mars rüzgar düzenlerini kontrol ederken 78,7 fit (24 metre) yeni bir yükseklik rekoru kırdı. Ingenuity, Flight 62 ile 22,3 mph (saniyede 10 metre) hız rekoru kırdı ve Perseverance gezgininin bilim ekibi için bir konum keşfetti.

Ekip aynı zamanda Ingenuity’nin iniş hızını da deniyor. Helikopter, yüzeye nispeten hızlı bir şekilde 2,2 mil/saat (1 mil/s) hızla temas edecek şekilde tasarlandı, böylece yerleşik sensörleri konmayı kolaylıkla doğrulayabiliyor ve havaya geri sıçramadan önce rotorları kapatabiliyordu.

Daha yavaş iniş yapan bir helikopter daha hafif iniş takımlarıyla tasarlanabilir. Böylece, 57, 58 ve 59 numaralı uçuşlarda, Ingenuity’nin başlangıçta iniş yapmak üzere tasarlandığı hızlardan %25 daha yavaş iniş yapabileceğini göstererek, onu bir kez daha döndürdüler.

Bütün bu Marslı Chuck Yeager-ing bitmedi. Aralık ayında, güneş kavuşumunun ardından Ingenuity’nin iki yüksek hızlı uçuş gerçekleştirmesi bekleniyor; bu uçuş sırasında performansını ölçmek için tasarlanmış özel bir dizi eğim ve dönüş açısı uygulayacak.

Brown, “Veriler, rotor taşıtların Mars’ta nasıl davrandığına ilişkin aero-mekanik modellerimizin ince ayarını yapmak için son derece yararlı olacak” dedi. “Dünyada bu tür testler genellikle ilk birkaç uçuşta yapılıyor. Ancak bizim uçtuğumuz yer burası değil. En yakın tamir atölyesinden bu kadar uzakta çalışırken biraz daha dikkatli olmalısınız, çünkü bunu yapamazsınız.” hiçbir şey yapamam.”