В КНР разработали проект складного квадрокоптера для сбора образцов на Марсе
Китайские инженеры представили проект квадрокоптера, который может быть использован в будущей экспедиции КНР по доставке марсианских образцов на Землю. По словам специалистов, дрон будет способен захватывать небольшие камни весом до 100 граммов и доставлять их к спускаемому аппарату. Впрочем, конкретные планы создания летающего робота для Марса пока не раскрываются, хотя срок реализации самой миссии «Тяньвэнь-3» уже определен: Пекин твердо вознамерился вернуть с Красной планеты образцы грунта и горных пород на два года раньше, чем NASA в рамках своей программы Mars Sample Return (MSR).
Китай собирается начать амбициозную экспедицию «Тяньвэнь-3» в 2028 году, отправив к Марсу сразу два космических корабля: один орбитальный, а второй — посадочный. Они попытаются получить образцы пород и почвы, а затем вернуть их на Землю в июле 2031 года. В презентации, показанной официальным представителем Китайского национального космического управления (CNSA) ранее в этом году, отмечалось, что коптер также является частью планирования миссии.
Учитывая данное обстоятельство, сотрудник государственной лаборатории робототехники и систем Харбинского политехнического университета Кайцзе Чжу вместе со своими коллегами разработал проект складного квадрокоптера под названием MarsBird-VII. По их словам, этот дрон мог бы повысить эффективность сбора образцов с поверхности Красной планеты. Так, в частности, если посадочный модуль будет собирать образцы вблизи себя и загружать их в возвращаемый модуль, то коптер сможет добывать их вдали от платформы.
В статье, опубликованной в журнале Acta Astronautica, описывается конструкция вертолета и выдвигаемые к нему требования. Ожидается, что винтокрылый летательный аппарат будет складываться для экономии места, занимая в пространстве всего 0,09 кубического метра, сможет автономно разворачиваться и собирать образцы весом до 100 граммов. Для автономного движения над поверхностью Красной планеты будет использоваться метод навигации, сочетающий инерциальное и бинокулярное зрение. Масса дрона составит четыре килограмма, дальность полета — 500 метров, а диаметр его роторов — 40 сантиметров.
Согласно проведенному моделированию, MarsBird-VII потребует мощности в 900 Вт для тяги в 19,2 ньютона, а скорость вращения винтов будет достигать 4645 оборотов в минуту. Сердечник лопасти планируют изготовить из полиметакрилимида, тогда как оболочка будет представлять композит из матрицы цианатной смолы и препрега из углеродного волокна. Рычаги винтов сделают в виде полых трубок, они смогут складываться в перелетный контейнер вместе с четырьмя посадочными опорами.
Помимо этого, коптер MarsBird-VII будет оснащен лидаром, солнечной батареей, двумя черно-белыми навигационными камерами на дне и одной цветной на боку. Пробоотборник установят в нижней части фюзеляжа, а рычаги для захвата образцов будут распределены по окружности диаметром 10 мм. Разработчики утверждают, что их мультироторный дрон будет обладать большей грузоподъемностью, чем Ingenuity от NASA.
«Ingenuity — это полнофункциональный соосный коптер для демонстрации технологий. Увеличение диаметра несущего винта или количества лопастей может увеличить грузоподъемность соосного дрона, но затруднит его складывание. Более подходящей конфигурацией для исследования Марса является многовинтовой летательный аппарат, который обладает большей грузоподъемностью при том же диаметре несущего винта», — говорится в статье.
Если MarsBird-VII будет разработан и включен в предстоящую экспедицию «Тяньвэнь-3», то он не станет первым дроном на Марсе. Этот статус заполучил Ingenuity, который работает на Красной планете уже более двух лет и совершил 67 полетов. На днях сотрудники NASA восстановили связь с этим коптером после того, как Марс на какое-то время оказался заслонен от Земли Солнцем.
