Máy bay trực thăng cất cánh trên sao Hỏa: tương lai sẽ ra sao?

Tương lai của chuyến bay trên sao Hỏa đã mở ra vào thứ Hai. Đó sẽ là một hành trình khám phá khác trong một hoặc hai thập kỷ tới khi chúng tôi tinh chỉnh kỹ thuật và ứng dụng của máy bay trực thăng trên sao Hỏa.

Nhóm nghiên cứu tại JPL của NASA phản ứng sau khi Ingenuity (trên màn hình) thực hiện chuyến bay đầu tiên trên sao Hỏa vào thứ Hai. (Nguồn: lấy video của NASA qua Reuters)

Khi tia sáng đầu tiên của mặt trời le lói xuyên qua những đám mây của một buổi sáng mùa xuân mát mẻ tại Washington, một chiếc trực thăng nhỏ đã cất cánh trên một hành tinh lạnh giá và hoang vắng cách đó gần 300 triệu km. Tin tức từ một thế giới khác rất xa, có lẽ cung cấp một chút cổ vũ cho thực tế rõ ràng của dịch bệnh trên Trái đất. Vào lúc 6:46 sáng EST, dữ liệu từ sao Hỏa liên kết xuống cho thấy Mars Ingenuity, chiếc trực thăng nhỏ bé, đã cất cánh chuyến bay đầu tiên kéo dài 40 giây nơi nó bay lên khoảng 3 mét trong không khí.

Bản tin| Nhấp để nhận những giải thích hay nhất trong ngày trong hộp thư đến của bạn

Khoảnh khắc của anh em nhà Wright

Vài năm trước, tôi đến thăm Kitty Hawk, North Carolina, trên đường đi nghỉ cùng gia đình. Kitty Hawk là một thị trấn bình thường ở đầu các Ngân hàng Bên ngoài. Chính tại Kitty Hawk, một cặp anh em, Orville và Wilbur Wright, đã có mong muốn đáng ngạc nhiên là thử bay thứ sẽ trở thành chiếc máy bay đầu tiên trên Trái đất. Nếu bạn lùi lại một trăm năm, vào thời điểm đó, chưa nói đến việc bay, ô tô còn chưa thịnh hành. Đó là vào năm 1903, chiếc xe Ford đầu tiên được lắp ráp: đúng vào khoảng thời gian khi Anh em nhà Wright đang cố gắng lái chiếc máy bay đầu tiên. Do đó, thật thú vị khi con người theo đuổi mong muốn bay vào thời điểm mà ô tô còn rất hiếm. Phương thức vận chuyển chủ yếu là ngựa và xe ngựa: vào thời điểm đó, đã có sự phản đối việc chuyển đổi sang xe ngựa hoặc xe hơi. Giống như Ingenuity, chuyến bay chạy bằng năng lượng đầu tiên của Anh em nhà Wright rất ngắn (khoảng 12 giây). Giống như Ingenuity, không ai biết vào thời điểm đó (chuyến bay thành công) liệu chuyến bay đó có biến đổi khoa học và công nghệ hay không, không ảnh hưởng gì đến quá trình lịch sử. Tất nhiên, đối với anh em nhà Wright, chúng ta biết rằng chuyến bay đã thay đổi nền văn minh nhân loại. Đối với Sao Hỏa, tất nhiên, chúng ta không biết điều gì sẽ xảy ra trong tương lai: dù bằng cách nào, có lẽ chúng ta sẽ biết sau nửa thế kỷ.

Tiến sĩ A Di Đà Ghosh là một nhà khoa học hành tinh của NASA có trụ sở tại Washington DC. Anh ấy đã làm việc cho nhiều sứ mệnh Sao Hỏa của NASA, bắt đầu với Sứ mệnh Người tìm đường trên Sao Hỏa vào năm 1997. Anh ấy từng là Chủ tịch Nhóm Công tác Hoạt động Khoa học cho Sứ mệnh Rover Thám hiểm Sao Hỏa và được giao nhiệm vụ chỉ huy các Hoạt động Chiến thuật Rover trên Sao Hỏa trong hơn 10 năm. Ông đã giúp phân tích tảng đá đầu tiên trên sao Hỏa, mà tình cờ là tảng đá đầu tiên được phân tích từ một hành tinh khác.

Máy bay trực thăng trong sứ mệnh sao Hỏa

Tua nhanh một trăm năm: Mong muốn thử thử nghiệm đầy tham vọng, giáp ranh giữa người điên và người đầy tham vọng, vì bầu khí quyển quá mỏng trên sao Hỏa, đến từ Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực. Bằng cách nào đó, thí nghiệm này không phù hợp với các mục tiêu rộng lớn của Con tàu bền bỉ được giao nhiệm vụ với các mục tiêu khoa học từ tìm kiếm bằng chứng về sự sống đến sản xuất Oxy trên sao Hỏa. Tuy nhiên, các quan chức tại NASA HQ đã xem xét lâu dài và ký vào công nghệ đầy tham vọng này: với một cân nhắc rất quan trọng rằng cuộc trình diễn công nghệ có thể thất bại.

Thách thức về kỹ thuật: Đó là một thách thức kỹ thuật để bay trên sao Hỏa: bầu khí quyển có mật độ 1% so với khí quyển trên Trái đất. Để duy trì chuyến bay, các cánh máy bay trực thăng phải quay với tốc độ 2400 vòng / phút (Số vòng quay mỗi phút) hoặc nhanh hơn khoảng 8 lần so với máy bay trực thăng chở khách bay trên Trái đất. Đối với một máy bay trực thăng bay vài mét từ mặt đất trên sao Hỏa, tương đương với một máy bay trực thăng bay cao gấp 2-3 lần độ cao của đỉnh Everest. Để cung cấp bối cảnh, các máy bay như Boeing 747 bay ở độ cao 30.000 ft hoặc xấp xỉ, độ cao của Everest. Các máy bay chiến đấu tốt nhất như SR-71 của Không quân Hoa Kỳ, có thể bay cao gấp ba lần độ cao của đỉnh Everest.

Thách thức khác là thiết kế một công nghệ thủ công sẽ có nguồn điện, hệ thống liên lạc và hệ thống phụ cơ khí riêng với mức phân bổ ngân sách đại trà nhỏ như vậy. Nghề này không chỉ cần RPM cao này và phụ thuộc vào các tấm pin mặt trời để cung cấp năng lượng, Ingenuity còn phải sống sót qua đêm sao Hỏa rất lạnh có thể sử dụng pin và máy tính trên bo mạch rất tàn bạo.

Trong hình ảnh này từ NASA, máy bay trực thăng thử nghiệm trên sao Hỏa Ingenuity của NASA bay lơ lửng trên bề mặt sao Hỏa vào Thứ Hai, ngày 19 tháng 4 năm 2021. Chiếc trực thăng nhỏ nặng 4 pound bay lên từ bề mặt đầy bụi đỏ vào không khí mỏng trên sao Hỏa hôm thứ Hai, đạt được chuyến bay có điều khiển, chạy bằng năng lượng đầu tiên trên một hành tinh khác. (NASA qua AP)

Nhìn về phía trước

Đối với Trái đất, không ai biết liệu hàng không có trở nên phổ biến và là một phần của cuộc sống con người hay không. Loại hình đầu tiên của các công ty hàng không thương mại không đạt được nhiều thành công vào những năm 1920, trong việc đưa mọi người đi máy bay. Không có cơ sở hạ tầng và nhu cầu để biến bay thành một ngành kinh doanh trên thị trường đại chúng. Hàng không là một ngành công nghiệp không dành cho những người yếu tim. Một số nhà công nghiệp nổi tiếng như Henry Ford bước vào lĩnh vực này, bị đốt cháy và nổi tiếng rời đi, sau khi thất bại trong việc kinh doanh khả quan về tiền mặt. Những người khác như JRD Tata của Ấn Độ đã sống sót sau thời kỳ khai sinh khó khăn của hàng không thương mại và tiếp tục điều hành một công ty hàng không thành công.

Có hai cách Sự khéo léo có thể thay đổi hoặc không thể thay đổi lịch sử của ngành hàng không Sao Hỏa. Đầu tiên, điều này có thể tạo ra nhiều nhiệm vụ để kiểm tra ranh giới của chuyến bay trên sao Hỏa và khả năng sử dụng trực thăng sao Hỏa cho các nhu cầu nhiệm vụ. Tiếp theo Ingenuity, cần có một vài nhiệm vụ trực thăng khác để kiểm tra thêm các câu hỏi kỹ thuật khác: quan trọng nhất là trực thăng trên sao Hỏa có thể bay bao xa, bay cao bao nhiêu và trọng lượng tối đa mà nó có thể mang là bao nhiêu? Nếu thực sự những khoảng cách này là đáng kể, máy bay trực thăng có thể được sử dụng để vận chuyển con người hoặc chở hàng hóa trên sao Hỏa không? Chúng ta còn đủ xa so với thời điểm đó để có câu trả lời, nhưng đây là một số câu hỏi có thể sẽ được xem xét khi chúng ta khám phá các ranh giới kỹ thuật của chuyến bay trên sao Hỏa.

Thứ hai, một chiếc máy bay trực thăng nhỏ như Ingenuity có thể làm gì để hỗ trợ một nhiệm vụ thám hiểm? Những người đi trên sao Hỏa có thể đi qua một khoảng cách giới hạn mỗi sol. Một trong những lý do cho điều này là có giới hạn thông tin về tuyến đường được đề xuất của rover. Hình ảnh có độ phân giải cao từ quỹ đạo hỗ trợ việc lái xe trên sao Hỏa, nhưng hình ảnh từ máy bay trực thăng có thể có độ phân giải cao hơn nhiều và có thể đạt được nhanh chóng. Hình ảnh từ quỹ đạo có thời gian quay vòng lâu hơn nhiều. Do đó, máy bay trực thăng phải có thể cung cấp hình ảnh tốt hơn về các mối nguy hiểm dọc theo tuyến đường của người lái: và điều này có thể giúp lập kế hoạch lái xe dài hơn. Thứ hai, có những phần của cảnh quan mà người lái xe không thể tiếp cận: có thể là đá lởm chởm hoặc đồi dốc hoặc chỗ trũng. Một chiếc máy bay trực thăng có thể được sử dụng để hạ cánh, thực hiện một cuộc trinh sát khoa học nhanh chóng và thậm chí mang về một mẫu đá để người điều khiển phân tích.

Điểm mấu chốt

Tương lai của chuyến bay trên sao Hỏa đã mở ra vào thứ Hai. Đó sẽ là một hành trình khám phá khác trong một hoặc hai thập kỷ tới khi chúng tôi tinh chỉnh kỹ thuật và ứng dụng của máy bay trực thăng trên sao Hỏa.

Chia Sẻ VớI BạN Bè CủA BạN: