Ist der Einsatz des Mars-Helikopters in der Luft machbar?

Laut einer kürzlich veröffentlichten Ankündigung 1 wird die NASA einen kleinen Helikopter zu Testzwecken zum Mars schicken. Zukünftige Lander könnten mehr davon tragen

zukünftige Drehflügler [die] als Scouts fungieren und Teile des Mars erkunden können, die Rover nicht erreichen können.

Über den Ersteinsatz des Helikopters heißt es im Artikel:

Nach der Landung setzt der Rover seine Helikopter-Nutzlast ab und zieht sich dann in eine sichere Entfernung zurück, während der Drehflügler abhebt.

Wenn mein Verständnis basierend auf dem, was ich gelesen habe, richtig ist, ist das Aufsetzen von Landern immer noch ein etwas riskantes Ereignis, und neue Wege, Lander vor dem Aufprall auf der Oberfläche zu schützen, sind immer noch ein aktives Forschungsthema. Wenn ja, könnte es möglich sein, den Hubschrauber einzusetzen, bevor der Lander die Oberfläche erreicht (und so dem Schock des letzten Aufpralls ausweicht), oder stellt das Bremsen und Stabilisieren in der Luft ein noch größeres Problem für einen solchen Hubschrauber dar? (Ich gehe davon aus, dass ein gewisser Sicherheitsabstand zwischen dem absteigenden Lander und dem Hubschrauber möglich wäre, indem der Hubschrauber in einem ausreichend divergierenden Winkel abgeworfen wird.)


1 : Ich werde hier aus dem Artikel der Washington Post zu diesem Thema zitieren , aber viele Nachrichtenagenturen haben darüber berichtet.

Wenn es ein Problem gibt, wenn der Helikopter versucht, vom Boden abzuheben, haben die Fluglotsen Zeit, sich darum zu kümmern. Nicht so sehr, wenn Sie es mitten in der Luft aufstellen.
Bedenken Sie die Tatsache, dass niemand auf der Erde versucht hat, dies zu tun, und denken Sie dann darüber nach, wie viel schwieriger es auf dem Mars wäre, aus Orbitalgeschwindigkeiten zu kommen.
@Phiteros: "Berücksichtigen Sie die Tatsache, dass niemand versucht hat, dies auf der Erde zu tun" - ich würde annehmen, dass ein Hauptgrund unser Vorteil ist, dass wir nicht landen müssen, nachdem wir aus dem Orbitalraum gekommen sind, bevor wir den Boden auf der Erde erreichen.
Was? Vergessen Sie all die Fahrten von der ISS auf und ab?
@Phiteros: Überhaupt nicht. Was ich meinte ist: Wenn wir einen Hubschrauber hier auf der Erde fliegen lassen wollen, gibt es bequemere Möglichkeiten, als ihn in den Orbit zu transportieren, ihn dann von dort in einem Raumschiff zurückzubringen und herauszufinden, wann und wie er von diesem Raumschiff aus eingesetzt werden kann und wie man es während der Landung dieses Raumfahrzeugs schützt.

Antworten (3)

Es ist möglich, aber viel zu riskant, um als machbar bezeichnet zu werden.

Theoretisch unterscheidet sich das Konzept nicht von früheren Missionen, bei denen eine Aeroshell / ein Fallschirm verwendet wurde, um auf angemessene Geschwindigkeiten zu verlangsamen, und dann zur Landung auf ein anderes System wie Airbags oder Skycrane umgestellt wurde. Raketen brauchen auch eine anständige Stabilisierung für eine erfolgreiche Landung. Es gibt jedoch ein paar praktische Probleme.

  • Keine Möglichkeit für Systemchecks oder Fehlersuche, besonders wichtig für ein erstes Versuchsfahrzeug. Angenommen, die Batterien erweisen sich beim Einsatz als leer. Wenn Sie sicher am Boden sind, haben Sie die Möglichkeit, sie aufzuladen und die Mission am nächsten Tag fortzusetzen. Das ist in den zehn Sekunden, bevor Sie mit hoher Geschwindigkeit auf den Boden treffen, etwas schwieriger zu beheben.

  • Funkgeräte, die für interplanetare oder sogar Satellitenkommunikation geeignet sind, sind in der Regel groß und energiehungrig, und ein Hubschrauber in dünner Luft hat eine sehr begrenzte Nutzlast. Einige der Antennen des Rovers sind größer als der gesamte Hubschrauber. Unabhängig vom verwendeten Landesystem benötigen Sie einen sicher gelandeten Rover, damit Sie sich an die Größe der Teile halten können, die in Verbraucherdrohnen zu finden sind.

  • Ein kleiner Helikopter ohne Antrieb ist einem Fallschirm sehr ähnlich – beide schweben langsam nach unten und werden vom Wind herumgeweht. Das macht es nicht unmöglich, sich von einem Fallschirm zu lösen, aber es erhöht das Risiko eines Verfangens erheblich.

Als Ergänzung zu den anderen Antworten kann das Starten eines Hubschraubers oder einer Drohne aus einem freien Fall ein Rezept für eine Katastrophe sein, da dies der einfachste Weg ist, in den VRS- oder Vortex-Ring-Zustand zu gelangen, in dem der Propeller von einem Lufttorus umgeben ist und im Grunde alles verliert Schub.

Das Eintreten in VRS tritt normalerweise auf, wenn ein Hubschrauber in seinem eigenen Abwind absinkt, und ist eine der gefährlichsten Positionen, in denen er sich befinden kann.

Ergänzend zur anderen Antwort:

Das Raumfahrzeug nähert sich dem Landeplatz mit hoher Geschwindigkeit und benötigt Raketentriebwerke (mit weitaus höherem Schub als jeder Hubschrauberrotor), um für eine sichere Landung langsamer zu werden.
Ein Hubschrauber, der sich mit hoher Geschwindigkeit trennt, hat nicht genug Schub, um zu einem Schwebeflug zu verlangsamen, bevor er den Boden berührt.

Warum dann nicht zuerst langsamer werden, dann den Helikopter trennen und dann die Hauptsonde die restliche Strecke an einem Fallschirm zum Boden gleiten lassen?
Denn Fallschirme auf dem Mars sind aufgrund der geringen Dichte sehr ineffizient: Man bräuchte einen riesigen Fallschirm, der schwer ist. Es ist besser, Raketen zum Abbremsen zu verwenden. Das Abkoppeln des Helikopters bei laufenden Raketen ist riskanter als eine Landung mit dem Helikopter an Bord.
Ich verstehe, guter Punkt.