Die Schüler machten ein Segelflugzeug für die Marsatmosphäre

Computergrafik. So könnte Prandtl-M auf der Marsoberfläche aussehen. Render: NASA Illustration / Dennis Calaba

Am Flughafen des Flugforschungszentrums. Das NASA-Studententeam von Armstrong vom kalifornischen Irvine Valley College testete erfolgreich einen Prototyp eines Segelflugzeugs, das eines Tages auf dem Mars gestartet werden könnte. Ein Segelflugzeug namens Preliminary Research Aerodynamic Design zur Landung auf dem Mars (kurz Prandtl-M) wurde speziell für das Fliegen in einer verdünnten Atmosphäre des Roten Planeten entwickelt.


Von links nach rechts: Derek Abramson, Justin Hall und Alexander Frock befestigen das Prandtl-M-Segelflugzeug am Carbon Cub, um es aus einer Höhe von 150 Metern fallen zu lassen. Foto: NASA Photo / Kyria Luxon

Die Marsatmosphäre unterscheidet sich erheblich von der Erde. Sie ist viel spärlicher. Der Druck an der Oberfläche beträgt nur 0,7 kPa auf dem Gipfel des riesigen Olymp bis 1,155 kPa in der Tiefe der Hellas-Ebene, die 9 km unter ihrer Höhe und 7 km unter dem durchschnittlichen Marsniveau liegt. Dieser Druck beträgt etwa 1/110 des atmosphärischen Drucks der Erde an der Oberfläche oder entspricht dem Druck der Erde in einer Höhe von über 30 km. Die Marsgravitation macht 38% der Erdgravitation aus, was die Konstruktion des Apparats etwas vereinfacht.

Aufgrund der Kargheit der Marsatmosphäre sollte der Schirm sehr leicht sein. Daher besteht der Körper aus Kohlefaser. Dieses Material besteht aus den dünnsten Fäden mit einem Durchmesser von 5 bis 15 Mikron und zeichnet sich durch hohe Festigkeit und Leichtigkeit aus.

Der Prototyp Prandtl-M mit Fernbedienung wurde von Studenten selbst hergestellt. Die NASA-Ingenieure haben nicht ausdrücklich vorgeschlagen, dass sie selbst Fehler machen und diese korrigieren - nur so erhalten die Jungs die nötige Erfahrung und das nötige Wissen.

In der nächsten Phase werden die Schüler versuchen, ein vollständig autonomes unbemanntes Luftfahrzeug herzustellen, was angesichts der Gewichtsbeschränkungen eine ziemlich schwierige Aufgabe sein wird.

In Zukunft könnten solche Flugzeuge in der Marsatmosphäre wissenschaftliche Daten sammeln, die zur Analyse an die Erde gesendet werden. Die Marsatmosphäre ist noch nicht vollständig verstanden, ebenso wie das Marsklima. Zum Beispiel haben 2013 durchgeführte Studien gezeigt, dass in der Marsatmosphäre viel mehr Wasserdampf vorhanden ist als bisher angenommen, und sogar mehr als in den oberen Schichten der Erdatmosphäre. Wasserdampf konzentriert sich in Wassereiswolken in einer Höhe von 10 bis 30 km. Zwar wird der Prandtl-M-Schüler nicht in der Lage sein, eine so große Höhe zu erreichen, dass er sehr nahe an der Oberfläche fliegen wird. Die von ihm gesammelten Daten können jedoch sehr nützlich sein.


Emerson Baker und Caitlyn Kennedy führen vor einem Testflug den neuesten Prandtl-M-Test durch.Foto: NASA / Lauren Hughes

Eine Gruppe von Studenten arbeitet an einem Projekt im Rahmen der Studentenprogramme NASA NASA Scholars and Education Unmanned Aerial Systems, die speziell dafür konzipiert sind, dass Schüler und Studenten an realen wissenschaftlichen Projekten und NASA-Weltraummissionen teilnehmen können.

Die Schüler probierten verschiedene Formen der Flügel der Flugzeugzelle aus und ließen sie wiederholt vom Dach fallen, bevor sie Servomotoren hinzufügten, um die Querruder der Flugzeugzelle zu steuern. Am Ende durften die Jungs im Flight Research Center testen. Armstrong NASA.

In den nächsten Tests wird Prandtl-M aus einer Höhe von 30 km fallen gelassenwo die Dichte der Atmosphäre ungefähr gleich der der Marsoberfläche ist. Wenn das Projekt seine Realisierbarkeit unter Beweis stellt, können solche unbemannten Luftfahrzeuge im Prinzip in den oberen Schichten der Erdatmosphäre gestartet werden.

Die Entwickler schlagen vor, dass der Schirm etwa 10 Minuten in der Marsatmosphäre hält. Solche Geräte können die Nutzlast eines Transportschiffs erhöhen, das sie 2022-2024 zum Mars schicken wollen.

Source: https://habr.com/ru/post/de396855/