Am 19. April 2021 war der Ingenuity-Helikopter der NASA das erste angetriebene Flugzeug abheben von der Marsoberfläche. Der historische 39-Sekunden-Flug bereitete die Bühne für eine völlig neue Art, andere Planeten zu erkunden, inspirierend Ingenieure zu Design größere und langlebigere Flugzeuge, um über das Marsgelände zu fliegen.

Ein Team von Ingenieuren der University of Arizona haben entwarf ein motorloses Segelflugzeug, das schließlich zum Mars fliegen könnte, wo es weitersegeln würde Winde tagelang am Stück. Ein früher Prototyp des Segelflugzeugs absolvierte kürzlich einen kleinen Testflug, während er an einen Ballon gebunden war. Gegen Ende des Sommers plant das Team weitere Tests des Systems in höheren Lagen, nach zu einer Pressemitteilung.

Fliegen eines Flugzeugs auf dem Roten Planeten ist viel herausfordernder als auf der Erde aufgrund der schmerzhaft dünne Atmosphäre auf dem Mars. Die Marsluft hat weniger als ein Prozent der Dichte der Erdatmosphäre, was es Flugzeugen erschwert, in der Luft zu bleiben. Die Ingenuity der NASA wiegt nur 4 Pfund und erzeugt einen Abtrieb durch zwei Kohlefaserrotoren, die sich viel schneller drehen als an irgendein Hubschrauber auf der Erde. Aber Einfallsreichtum kommt mit Einschränkungen, einschließlich solarbetriebener Panels, die es für einen einzigen 90-Sekunden-Flug aufladen. Das Designkonzept des Segelflugzeugs hingegen ermöglicht es dem Flugzeug, tagelang zu fliegen und Auf die gleiche Weise fliegt ein Albatros auf einer langen Reise durch den Himmel und bildet gleichzeitig ein S-förmiges Muster, das ihm hilft, schneller zu werden.

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Das Segelflugzeug selbst ist leicht, wiegt etwa 5 kg und hat eine Flügelspannweite von etwa 3 m.. Bei ausreichend vertikalen Winden könnte das Flugzeug mühelos (wenn auch theoretisch) schweben Sie durch den Marshimmel. Sonst könnte es Nehmen Sie an einem dynamischen Segelflug teil, fliegen Sie in einem leichten Aufwärtswinkel in die langsamen Winde, die in niedrigeren Höhen zu finden sind, und drehen Sie sich dann um 180 Grad, sobald es höhere Höhen mit schnelleren Winden erreicht. Winde würden treiben Sie das Flugzeug vorwärts, wenn auch in einem leicht nach unten gerichteten Winkel, und beim Erreichen die niedrigeren Höhen es würde Wiederholen Sie den gleichen Vorgang, indem Sie in einer verschnörkelten Linie auf und ab gehen. Diese Technik könnte erlauben dem Segelflugzeug, stunden- oder sogar tagelang zu fliegen, so die Forscher. lernen, veröffentlicht in Aerospace. Das Team überlegt auch, ob es das Segelflugzeug an einem Ballon oder Zeppelin befestigen sollte, der es in die obere Atmosphäre tragen würde.

Bisher sind Mars-Rover über die Marsoberfläche gewandert, während umlaufende Raumfahrzeuge hauptsächlich die Atmosphäre untersucht haben. Das Segelflugzeug würde einen übersehenen, aber entscheidenden Teil des Planeten erkunden – die Region, in der Atmosphäre und Oberfläche interagieren.

„Sie haben dieses wirklich wichtige, kritische Stück in dieser planetaren Grenzschicht, wie in den ersten paar Kilometern über dem Boden“, sagte Alexandre Kling, ein Forschungswissenschaftler am Mars Climate Modeling Center der NASA, in einer Erklärung. „Hier findet der gesamte Austausch zwischen Oberfläche und Atmosphäre statt. Hier wird der Staub aufgenommen und in die Atmosphäre geleitet, wo Spurengase gemischt werden, wo die Modulation großräumiger Winde durch Bergtalströmungen stattfindet. Und wir haben einfach nicht sehr viele Daten darüber.“

Da es so leicht ist, könnte das Segelflugzeug möglicherweise mit einer größeren Nutzlast zum Mars fliegen, ähnlich wie Ingenuity während seiner Reise zum Roten Planeten in den Bauch des Perseverance-Rover gesteckt wurde. Sobald es den Mars erreicht hat, könnte das Segelflugzeug möglicherweise von einem CubeSat fallen und seine Flügel autonom entfalten, sobald es auf der Oberfläche ist.

Das Team von Ingenieuren hinter dem Segelflugzeug wird später in diesem Sommer weitere Tests durchführen und das Segelflugzeug in höheren Höhen von 15.000 Fuß über dem Meeresspiegel (4.500 Meter) fliegen, wo die Atmosphäre viel dünner ist. „Wir können die Erde als Labor nutzen, um den Flug auf dem Mars zu studieren“, sagte Sergey Shkarayev, Professor für Luft- und Raumfahrt und Maschinenbau an der University of Arizona, in einer Erklärung. Sobald die Tests abgeschlossen sind, hofft das Team, das Segelflugzeug irgendwann in den nächsten Jahren für eine Mission auf dem Mars starten zu können.

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