Фахівці дослідницького центру ім. Ленглі провели випробування прототипу ротора, який планується використати у місії Dragonfly. У її межах на Титан буде висаджений дрон, який займеться вивченням його атмосфери та вуглеводневих морів.
Дрон для Титана
Місія Dragonfly була схвалена у 2019 році. Її метою є Титан — єдиний супутник планети в Сонячній системі, що має щільну атмосферу. Він також є єдиним відомим тілом (не рахуючи Землі), на поверхні якого є резервуари, заповнені рідиною. Але якщо на нашій планеті це вода, то на найбільшому сатурніанському місяці її роль відіграє суміш рідких вуглеводнів — переважно метану та етану. Крім того, передбачається, що під поверхнею супутника існує глобальний океан, що складається із суміші аміаку, води та мінеральних солей.
У межах місії NASA планує відправити на Титан гвинтокрилий літальний апарат загальною масою близько 450 кг. Він буде оснащений чотирма подвійними гвинтами, що дозволяють йому переміщатися зі швидкістю близько 36 км/год та підніматися на висоту до 8 км. Енергопостачання дрону здійснюватиметься за рахунок радіоізотопного термоелектрогенератора (рітега).
Основне завдання апарата полягатиме у пошуку складних органічних молекул та оцінці загальної придатності цього небесного тіла для життя. Дрон зможе збирати зразки з титаніанської поверхні та проводити їхній хімічний аналіз. Також Dragonfly вивчатиме рельєф супутника, його атмосферу та вуглеводневі резервуари.
Тести прототипу ротора Dragonfly
Успіх усієї місії залежатиме від того, наскільки успішно фахівцям вдасться розв’язати проблему польоту в атмосфері Титана. З одного боку, атмосферний тиск біля його поверхні в 1,5 раза більше, ніж на Землі. З іншого, сила тяжіння там у 7 разів менша, ніж на нашій планеті. Проєктувальникам місії також необхідно враховувати інший склад атмосфери та дуже низькі температури, що становлять близько −180°.
Щоб знайти відповіді на ці запитання, інженери з NASA спочатку вдалися до комп’ютерного моделювання, а потім провели реальні тести в аеродинамічній трубі TDT, розташованій в Дослідницькому центрі ім. Ленглі. Вона була обрана завдяки своїм розмірам, що дозволяє використовувати повномасштабне обладнання, а також можливість заповнити тунель важким газом. У тестах взяв участь прототип співвісної пари роторів Dragonfly.
Дослідники змоделювали очікувані умови для зависання, зниження та набору висоти й оцінили аеродинамічні навантаження для кожного ротора при різних швидкостях вітру, кутах обертання валу та налаштуваннях дросельної заслінки. Дослідники також провели випробування з одним робочим та одним неробочим ротором, щоб оцінити режими відмови. Датчики та акселерометри на випробуваному виробі вимірювали навантаження та прискорення, створювані за різних режимів роботи ротора, а також за різних швидкостей та напрямків вітру.
Попередній аналіз даних показав, що прогнози продуктивності ротора та вимог до потужності вірні, і аналогічні прогнози для роботи на Титані знаходяться в межах очікуваних допусків місії. За словами дослідників, цей результат став важливим кроком на шляху реалізації місії. На цей час її запуск запланований на 2027 рік, посадка на Титан має відбутися у 2035 році.
За матеріалами https://www.nasa.gov
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine
