Tàu thăm dò Perseverance của NASA đang sẵn sàng triển khai một máy bay trực thăng mini có tên là Ingenuity trên sao Hỏa. Phi thuyền bốn cánh nặng 4 pound sẽ thực hiện chuyến bay đầu tiên thuộc loại này trên một hành tinh khác và trong quá trình này, nó sẽ thử nghiệm một phương thức di chuyển mới có thể biến đổi cách chúng ta Trái đất khám phá các thế giới khác từ xa.
Nghề thủ công hiện đang gắn liền với cái bụng của sự Kiên trì, mà hạ cánh tại miệng núi lửa Jezero của sao Hỏa vào tháng Hai. Một trong những bước đầu tiên hướng tới việc cất cánh chiếc trực thăng con trên chuyến bay đầu tiên của nó là vào cuối tuần này khi Perseverance đánh rơi lớp vỏ bảo vệ và lần đầu tiên cho Ingenuity tiếp xúc với ánh sáng mặt trời rực rỡ của sao Hỏa. Tài khoản Twitter của người thám hiểm cho biết: “Hãy tránh xa tấm chắn mảnh vỡ, và đây là cái nhìn đầu tiên của chúng tôi về chiếc trực thăng,” tài khoản Twitter của người thám hiểm cho biết.
Bỏ đi tấm chắn mảnh vỡ, và đây là cái nhìn đầu tiên của chúng tôi về chiếc trực thăng. Nó được xếp sang một bên, gấp lại và khóa cố định, vì vậy, có một số origami đảo ngược phải làm trước khi tôi có thể đặt nó xuống. Tuy nhiên, trước tiên, tôi sẽ đi đến “sân bay trực thăng” được chỉ định, cách đây vài ngày lái xe. pic.twitter.com/E9zZGQk5jQ
– Sự kiên trì của NASA Mars Rover (@NASAPersevere) Ngày 21 tháng 3 năm 2021
Sau khi đánh rơi tấm chắn mảnh vỡ, Perseverance sẽ dành vài ngày để tự lái xe đến khu vực bay của Ingenuity, nơi mà các quan chức NASA dự định sẽ công bố trong một cuộc họp báo vào thứ Ba. Máy bay trực thăng sẽ được hạ xuống mặt đất và Perseverance sẽ di chuyển đến một khoảng cách an toàn khoảng 330 feet, để Ingenuity mở khóa các cánh quạt của nó và thực hiện một số thử nghiệm quay. NASA dự kiến các chuyến bay thử nghiệm đầu tiên sẽ đến “không sớm hơn tuần đầu tiên của tháng 4”, một tuyên bố viết.
Các ranh giới nhân tạo của khu vực bay, cho dù nó ở đâu, sẽ là một vùng đất hình bầu dục dài 50 foot mà Ingenuity sẽ cần ở trong trong các chuyến bay thử nghiệm của nó. Sự kiên trì sẽ thả chiếc trực thăng xuống gần một đầu của khu vực bay này, trong một kỹ sư vũ trụ gọi là sân bay trực thăng.
Triển khai người đầu tiên trực thăng trên sao Hỏa không phải là nhiệm vụ dễ dàng. Đội ngũ kỹ sư của Ingenuity tại Phòng thí nghiệm Lực đẩy Phản lực của NASA đã tính toán bầu khí quyển trên sao Hỏa mỏng hơn Trái đất 100 lần, có nghĩa là chiếc máy bay này cần phải làm việc chăm chỉ hơn nhiều so với máy bay trực thăng trên Trái đất để tự nâng mình lên khỏi mặt đất.
Và nó không chỉ là một chiếc máy bay không người lái đồ chơi mạnh mẽ hơn: Ingenuity là một phi thuyền trị giá 85 triệu đô la được chế tạo để chịu được một chuyến đi cực kỳ hỗn loạn đến sao Hỏa – từ tiếng ầm ầm dữ dội khi cất cánh từ Trái đất vào mùa hè năm ngoái cho đến cảnh hạ cánh kéo dài bảy phút của Perseverance qua bầu khí quyển của sao Hỏa vào tháng Hai. Thiết kế của nó cũng phải tuân thủ Hiệp ước quốc tế về không gian bên ngoài năm 1967, yêu cầu các bên ký kết phải đảm bảo tàu vũ trụ của họ không gây ô nhiễm môi trường trên các hành tinh khác.
Bob Balaram, kỹ sư trưởng của Ingenuity cho biết: “Đây là một thách thức thiết kế nằm giữa ranh giới máy bay và tàu vũ trụ. Thách thức lớn nhất của nhóm, ông nói, là tạo ra một thiết bị thủ công có thể quay các lưỡi dao của nó đủ nhanh để tạo ra lực đẩy, trong khi vẫn giữ thiết kế tổng thể đơn giản và nhẹ – “nếu không thì bất cứ lực nâng nào bạn tạo ra cũng không có tác dụng gì nếu bạn cũng vậy nặng về quy trình trong thiết kế. ”
Việc đóng gói tất cả sức mạnh đó trong thân máy nặng 4 pound của chiếc máy bay này được thực hiện nhờ một tấm pin mặt trời hình chữ nhật được lắp phía trên bốn cánh quạt bằng sợi carbon của chiếc máy bay. Bảng điều khiển đó cũng chứa một thiết bị viễn thông nhỏ có thể giao tiếp với một nút trên cơ thể của Perseverance được gọi là Trạm cơ sở trực thăng sao Hỏa, thậm chí từ xa tới chín sân bóng đá. Trạm gốc sẽ giúp chuyển tiếp tín hiệu trở lại Trái đất.
Bên dưới các cánh quạt là thân máy bay có kích thước như hộp khăn giấy chứa các cảm biến bay, hai máy ảnh, pin và “máy sưởi sinh tồn” mini giúp bảo vệ Ingenuity khỏi bị đóng băng vào ban đêm trên sao Hỏa, nơi nhiệt độ xuống thấp tới âm 130 độ F. Một trong hai máy ảnh có một máy ảnh màu 13 megapixel hướng ra đường chân trời sẽ chụp và gửi hình ảnh đến Perseverance giữa chuyến bay (máy ảnh còn lại có cảm biến đen trắng 0,5 megapixel được sử dụng để điều hướng).
Nói chung, Ingenuity sẽ cố gắng thực hiện năm chuyến bay thử nghiệm trong vòng 30 ngày ngắn hạn. Nếu các thử nghiệm hoạt động, công nghệ máy bay trực thăng tương tự có thể được sử dụng trong các nhiệm vụ khác, tới những nơi mà người lái có bánh xe không thể tiếp cận, như hang động, đường hầm hoặc đỉnh núi. Sự khéo léo sẽ không bay trở lại sau thời hạn 30 ngày, ngay cả khi các thử nghiệm thành công rực rỡ. Đó là bởi vì “chúng tôi đang được hỗ trợ bởi một sứ mệnh hàng đầu lớn có một cuộc khám phá sinh học thiên văn học mới, khổng lồ phía trước nó,” Balaram nói. Nhiệm vụ chính của Perseverance là khám phá Miệng núi lửa Jezero trên sao Hỏa và đóng gói các mẫu đất thành các ống mẫu nhỏ, có kích thước bằng điếu xì gà mà người lái sẽ phân tán xung quanh bề mặt cho một người đi “tìm nạp” trong tương lai để gửi trở lại Trái đất.
Sau thời hạn 30 ngày đó, Ingenuity sẽ nằm trên bề mặt sao Hỏa vĩnh viễn. Nếu nỗ lực bay đầu tiên của chiếc máy bay không thành công, Balaram cho biết nhóm của anh vẫn có thể ăn mừng một số thành tích mà họ đã đạt được.
“Tôi nghĩ vấn đề chính là, chúng tôi đã đạt được rất nhiều mốc quan trọng chỉ bằng cách có một thiết kế có thể làm được tất cả những điều này và chúng tôi đã có một chương trình thử nghiệm thành công cho đến nay,” anh nói. “Mỗi bước đi đều là điều đáng mừng vì không có gì là cho đi. Đó là một loại hoạt động có phần thưởng cao, rủi ro khá cao. Và các bản demo công nghệ vốn dĩ là một công việc mạo hiểm khá rủi ro, chúng không phải là một trò lừa bịp ”.
.
