Die NASA gab kürzlich bekannt, dass ihr Flugsystem der neuen Generation, das für die raue Umgebung des Mars entwickelt wurde, wichtige Tests in einer Bodensimulationsumgebung bestanden hat und die Geschwindigkeit der Rotorspitze erfolgreich auf ein Niveau erhöht wurde, das über der lokalen Schallgeschwindigkeit liegt, was den Grundstein für effizientere und komplexere Lufterkundungsmissionen auf dem Mars in der Zukunft legt. Die extrem dünne Atmosphäre des Mars mache das Fliegen „fast zum Schwierigsten, was man sich vorstellen kann“. Der Durchbruch dieser neuen Technologie bedeutet, dass Marshubschrauber einen qualitativen Sprung in Bezug auf Auftrieb und Tragfähigkeit einläuten werden.
Dieser Fortschritt baut auf dem Fundament auf, das der Ingenuity-Hubschrauber gelegt hat. Als erstes menschliches Flugzeug, das einen kontrollierten Flug auf anderen Planeten durchführte, wurde Ingenuity offiziell ausgemustert, aber seine Technologie und Erfahrung werden in das neueste Mars-Hubschrauberprojekt „Skyfall“ integriert, das vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA gestartet wurde, um zukünftige gemeinsame Erkundungen von Menschen und Robotern zu unterstützen.
Eine der wichtigsten Verbesserungen des Hubschraubers im Skyfall-Plan besteht darin, die Obergrenze der Rotorgeschwindigkeit deutlich zu erhöhen. Wenn Ingenuity seine Mission auf dem Mars durchführt, ist die Geschwindigkeit seines Schaumstoffrotors auf 2.700 Umdrehungen pro Minute (U/min) begrenzt, um einen Sicherheitsspielraum zu gewährleisten. Heute streben die JPL-Ingenieure nach höheren Leistungsindikatoren und hoffen, dass die neue Generation von Mars-Hubschraubern den verfügbaren Auftrieb und die Manövrierfähigkeit erheblich steigern und gleichzeitig die Zuverlässigkeit beibehalten wird.
Um das Design zu überprüfen, stellten NASA-Forscher die atmosphärische Zusammensetzung und die Flugbedingungen des Mars im Weltraumsimulator des JPL nach und testeten das von AeroVironment entwickelte Rotorsystem. In der Nähe des Meeresspiegels der Erde beträgt die Schallgeschwindigkeit etwa 760 Meilen pro Stunde, während Mach 1 in der dünnen, kohlendioxidreichen Atmosphäre des Mars ungefähr 540 Meilen pro Stunde entspricht. In einer simulierten Umgebung konnte der Testrotor Drehzahlen von bis zu 3.750 U/min standhalten, mit einer Spitzengeschwindigkeit von nahezu Mach 0,98.
Anschließend aktivierte das Forschungsteam zusätzliche Ventilatoren in der Simulationskabine, um weiterhin Luftstrom zu erzeugen, wodurch die Rotorspitzengeschwindigkeit weiter auf Mach 1,08 erhöht wurde und ein echter „Überschallrotor“-Test durchgeführt wurde. Die NASA wies darauf hin, dass diese Leistungssteigerung zeigt, dass die neue Generation von Marshubschraubern das maximale Startgewicht in Zukunft voraussichtlich um etwa 30 % erhöhen wird, was die Voraussetzungen für den Transport von mehr wissenschaftlichen Instrumenten und Batterien mit größerer Kapazität schafft.
Die Positionierung des Skyfall-Projekts durch die NASA geht weit über das „Fliegen auf dem Mars“ hinaus. Das System soll mit einer Vielzahl von Sensoren und wissenschaftlichen Nutzlasten ausgestattet werden, um Daten über die Marsatmosphäre, die Marsoberfläche und die oberflächennahe Umgebung zu erhalten und so die Erforschung von Geologie, Klima und potenzieller Ressourcenverteilung zu unterstützen. Stärkere Auftriebs- und Energiereserven bedeuten auch, dass das Flugzeug größere Reichweiten und komplexere Missionen durchführen kann, einschließlich der Durchführung von Pilotenerkundungen für Bodenerkundungsfahrzeuge oder zukünftige menschliche Landeplätze.
Nach aktuellen Annahmen wird die erste Skyfall-Mission drei Hubschrauber gleichzeitig zum Mars schicken, um eine koordinierte Lufterkundungsformation zu bilden und so den wissenschaftlichen Output in einer Mission zu maximieren. Die NASA hat die neuesten Bodentestdaten verwendet, um die Missionsparameter und den Flugbereich zu korrigieren und zu verfeinern und den Missionsplan entsprechend zu planen. Der Start dieser ehrgeizigen wissenschaftlichen Mission ist derzeit für Dezember 2028 geplant. Wenn sie gut verläuft, wird der Marshimmel in den 2030er Jahren eine „Rotorflotte“ hervorbringen, deren Fähigkeiten die von Ingenuity bei weitem übertreffen.