화성 항공기

Mars aircraft
1970년대에 비행한 NASA 미니-스니퍼는 지구의 공기 감지 임무를 위해 설계되었고 히드라진 [1]연료를 사용했다.
Stereance 로버를 배경으로 한 독창성 헬리콥터(예술 작품)

화성 항공기는 화성 대기에서 동력 비행을 지속할 수 있는 비행체이다.지금까지 화성 헬리콥터 인제니티는 화성에서 비행한 유일한 물체이며,[2] 7.17km(4.46mi)에 이르는 29회의 비행을 55분 23초에 완료했다.2021년 4월 19일 [3]첫 동력 비행을 실시하여 지상에서 이륙하였다.이전에, NASA 미니-스니퍼는 화성의 대기를 연구하기 위해 비행할 수 있는 임무가 고려되었지만, 그 생각은 포기되었다.항공기는 현장에서의 화성 대기의 측정뿐만 아니라 확장된 영역에 대한 추가 관측을 제공할 수 있다.장기적인 목표는 화성 [4]시험기를 개발하는 것이다.

화성의 공기는 지구에 비해 지표면이 훨씬 얇아 해수면 압력이 지구의 1% 미만이기 때문에 양력을 얻기 위해서는 보다 효율적인 방법이 필요하다.이러한 단점을 상쇄한다면, 대부분 이산화탄소(CO
2)로 구성된 화성 공기는 지구 공기보다 단위 부피당 밀도가 높고, 화성의 중력은 지구의 40%[5][4] 미만이다.

역사

1918년 덴마크 공상 과학 영화 히멜스키벳은 [6]화성으로의 승무원 여행을 위해 엑셀시오르라고 불리는 우주선을 등장시켰습니다.

우주선을 이용한 화성 탐사가 시작되기 전에, 화성 대기의 밀도는 나중에 측정된 것보다 더 높을 것으로 의심되었고, 이로 인해 엔지니어들은 날개 달린 비행이 실제보다 훨씬 더 쉬울 것이라고 생각하게 되었다.그의 "마스 프로젝트" ([7]Das Marsprojekt) 컨셉에서, 베르너 폰 브라운은 인간의 [4]화성 착륙을 위한 날개 달린 차량을 제안했다.

NASA에 의해 계약된 최초의 상세한 화성 착륙선은 1960년대 초 포드/필코 에어로누트로닉으로 착륙선을 위한 리프팅 바디 디자인이었다. 이것은 1965년 [8]7월 마리너 IV 측정에서 밝혀진 것보다 화성 대기에 대한 최선의 추정치가 상당히 더 밀도가 높았을 때였다.착륙선은 날개가 달린 통 모양의 리프팅 바디를 가지고 있었으며 화성 대기 조건의 [8]수정된 수치로는 날 수 없지만 화성 착륙선을 위한 최초의 세부 설계 중 하나였다.Aeronutronic Mars 리프팅-바디 착륙선 설계는 [8]주로 지구의 약 10%의 질소로 구성된 화성 대기에 기초했다.

1965년 7월, 리프팅 바디와 날개 달린 글라이더 스타일의 화성 착륙선에서 탄도 진입용 껌드롭 방식의 [9]착륙선으로의 전환을 기록했습니다.

1970년대에 Mini-Sniffer 항공기는 CO만으로
2 구성된 환경에서도 작동할 수 있도록 여러 가지 버전으로 제작되었습니다.[1]미니-스니퍼는 히드라진을 이용해 산소 없이 달릴 수 있으며 [10]화성의 대기를 샘플링하기 위해 설계가 검토되었다.그 비행기는 희박한 공기에서 효과적이기 위해 큰 프로펠러를 가지고 있었고 1975년과 [11]1982년 사이에 다양한 구성의 비행이 이루어졌다.

1970년대에 정지해 있는 바이킹 [4]착륙선보다 더 많은 지역을 커버하기 위해 날개 달린 탐사선 디자인이 제안되었습니다.NASA는 1990년대에 라이트 형제의 첫 비행 기념일, 즉 "더 빠르고, 더 좋고, 더 저렴하게"[4] 시대에 화성 비행기를 화성에 띄우자는 제안을 했다.ARES Mars 비행기 제안은 Mars Scout Program 후보로 선택되었지만 비행에는 선택되지 않았습니다.

2015년에는 일본 MELOS [12]임무의 재기동에 화성 항공기가 옵션으로 고려되었다.한 초기 설계는 날개 길이 1.2m, 질량 2.1kg, 그리고 다음과 같은 임무 프로파일을 [12]제안했다.MELOS의 표면 요소 착륙 단계 동안, 항공기는 5km의 고도에서 방출되고 4분 동안 비행하며, 25개의 [12]수평 km를 커버한다.

2021년 4월 19일, NASA의 헬리콥터 인제니티는 동력이 공급되고 조종되는 화성 비행기가 처음으로 비행을 하게 되었다.그것은 원래 NASA 화성 탐사선 [3]퍼티언스호에 보관되어 있던 중 행성에 착륙했다.

비행기

ARES 개념

화성 비행기 프로토타입은 지구에서 30km (98,000피트)[13]의 고도에서 비행했으며 자외선으로 [14]경화시키는 확장 가능한 날개를 시험했다.화성 대기권에서의 비행의 경우 레이놀즈 수치는 [5]지구 대기권에서의 비행에 비해 매우 낮을 것이다.Vales Marineris는 무인 항공기 비행과 화성 글라이더의 [15][4]표적이 되었다.

글라이더는 더 많은 과학 장비를 운반할 수 있지만,[4] 더 적은 영역을 차지할 수 있다.히드라진은 화성 [4]비행기의 연료로 제안되었다.한 때, NASA는 화성에 묶인 별도의 [4]적재물에 태울 수 있는 웍 크기의 비행기 "마이크로미션" 계획을 개발하고 있었다.화성의 마하 1은 약 240 m/s이고 지구에서는 [16]약 332 m/s입니다.

취소된 화성 스카우트 프로그램의 다이달로스 제안은 코프라테스[17] 차즈마를 따라 400km(250마일) 이상 비행하는 화성 글라이더를 설계했다.

제안된 화성 비행기 개념은 다음과 같습니다.

  • 지역별 환경조사([18]ARES, Aerial regional scale environment survey)
  • 화성공중지구물리탐사기([15]MAGE)
  • AME([13]화성탐사용 비행기)
  • MATADOR(도입, 운용 및 [13]복구를 위한 Mars Advanced Technology Plane)
  • 스카이 세일러, 마이크로로봇을[19] 탑재한 태양광 비행기
  • 키티호크, 멀티글라이더[15] 미션
  • Daedalus, 사거리 400km[20] 이상의 글라이더 (Mars Scout 2011 제안)[17]
  • ARMaDA, "고급 화성 배치형 항공기"[21]
  • MAREA, "Martial Airline Research Euroavia Airplane"[21]
  • Prandtl-M[22](화성에 [23]착륙하기 위한 공기역학 설계 예비 연구)
  • 화성 대기 시료 채취로 간주되는 NASA 미니-스니퍼는 히드라진(공기 독립형)[11]에서 작동하는 것을 테스트했다.

풍선

풍선은 낙하산 대신 [24]연착륙을 가능하게 할 수 있다.풍선은 착륙선이 새로운 [24]장소에 이착륙할 수 있게 해준다.풍선 기술에는 초압과 몽골피에르 [24]두 가지가 있습니다.초압풍선은 [24]고도를 유지하기 위해 가열에 의한 압력을 억제하려고 합니다.

몽골피에르호는 뜨거운 화성의 공기를 이용하여 [24]양력을 만들어 낼 것이다.화성 풍선에 대한 개념의 예는 화성 지구과학 [25]곡예비행기였다.풍선의 피부 자체가 [26]태양으로부터 에너지를 발생시킬 수 있는 극도로 얇고 유연한 태양 전지를 개발하기 위한 몇몇 작업이 이루어졌다.

리프트를 만드는 데 사용되는 진공 비행선도 [27][28]제안되었다.

로터크래프트

화성 표면의 라이트 브라더스 필드에 배치된 독창적인 헬리콥터

2002년에 화성 탐사를 위한 자율 로봇 헬리콥터가 화성 스카우트 프로그램을 [29]위해 가능할 것이라는 논문이 발표되었습니다.어려운 화성 지형을 통과하면서도 여전히 [29]여러 지점을 방문할 수 있는 능력을 포함하여, 실행 가능한 회전익 항공기 설계의 많은 이점이 지적되었다.1967년 Lunar Surveyor 6에 의해 만들어진 짧은 홉은 다른 [29]장소를 방문하기 위한 깡충깡충 뛰기의 예로 언급되었다.

미래 화성 과학 헬리콥터의 프로젝트 설계

NASA의 Mars 2020 임무의 일부인 Inneguity는 화성 [30]대기에서 최초의 회전익 항공기 비행을 보여준 로봇 헬리콥터이다.이 항공기는 퍼텐스 로버에서 배치되었으며 [31]임무 초기에 30일간의 테스트 캠페인 동안 최대 5회 비행할 것으로 예상된다.각 비행은 지상 3~5미터(10~16피트)의 고도에서 90초 이내에 완료되지만,[30] 잠재적으로 비행당 최대 약 50미터(160피트)의 거리를 커버할 수 있습니다.각 착지 후 바로 자율 제어를 사용하고 인내심과 통신한다.그것은 다른 행성에서 최초의 동력 비행을 달성했고, 나사는 미래의 화성 [32]임무를 위한 설계를 바탕으로 할 수 있을 것이다.

기타 항공기 및 공중 장치

기타 공중 장치
바이킹 1호 에어로셸
스카이크레인에서 내린 큐리오시티 로버(아트워크)
  • 극초음속 글라이더는 베르너 폰 [4]브라운에 의해 제안되었다.
  • 다양한 낙하산이 주요 공중 수송 장치였다.
  • 역로켓의 경우처럼 로켓에 의한 비행도 착륙 시스템의 일부였다.
  • 다양한 우주선의 에어로셸
  • 로켓식 호퍼(예: Mars Geyser Hopper)

가상

Mars Express 고해상도 스테레오 카메라와 Mars Reconnaissance Orbiter의 HiRISE 카메라는 모두 3D 지형 모델에 [33][34][35]표면 사진을 드리워 가상의 화성 저공 비행을 제공할 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b "Mini-Sniffer". 2015-09-28.
  2. ^ 소스 하단에 있는 표의 참조 번호를 기준으로 한 현재 수치:
  3. ^ a b "NASA's Ingenuity Mars Helicopter Succeeds in Historic First Flight". NASA. April 19, 2021. Retrieved April 20, 2021.
  4. ^ a b c d e f g h i j "Oliver Morton – MarsAir : How to build the first extraterrestrial airplane". Retrieved March 4, 2021.
  5. ^ a b "Development and Flight Testing of a UAV with Inflatable-Rigidizable Wings" (PDF). University of Kentucky. Archived from the original (PDF) on 2010-06-17. Retrieved 2012-02-17.
  6. ^ Miklós, Vincze (August 15, 2013). "Astounding Spaceship Designs From Before The Space Age". io9.
  7. ^ von Braun, Wernher (1991) [1952]. The Mars Project (2nd ed.). University of Illinois Press. ISBN 978-0-252-06227-8.
  8. ^ a b c "The Road to Mars..." Air & Space Magazine. Retrieved 2018-07-19.
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  10. ^ "NASA Dryden Mini-Sniffer Photo Collection". www.dfrc.nasa.gov. Retrieved 2018-01-21.
  11. ^ a b "NASA Dryden Mini-Sniffer Photo Collection".
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  13. ^ a b c 화성 비행기 – 에임스 연구소
  14. ^ 빅 블루: 화성 비행기 기술의 고고도 UAV 시연기
  15. ^ a b c John F. McGowan 박사 – Wings on Mars (1999년 12월 3일)
  16. ^ "Mars Science Laboratory Mission Profile". Archived from the original on 2011-02-21. Retrieved 2012-08-21.
  17. ^ a b "Daedaluspresentation".
  18. ^ Ares Mars Airplane 웹사이트 Wayback Machine에서 2010-03-25 아카이브 완료
  19. ^ 스카이 세일러
  20. ^ 다이달로스 (2005년 4월)[영구 데드링크]
  21. ^ a b Euroavia 학생들이 화성항공기(ESA)를 설계
  22. ^ 이것이 최초의 화성 비행기가 될 수 있을까?NASA 2015년 6월
  23. ^ Anderson, Paul Scott (2015-07-01). "Flying the Friendly Martian Skies: NASA to Test Mars Airplane Prototype". AmericaSpace. Retrieved 2018-07-19.
  24. ^ a b c d e NASA – 화성 풍선
  25. ^ "Mars Balloon Trajectory Model for Mars Geoscience Aerobot Development (1997)". Archived from the original on 2014-02-22. Retrieved 2012-03-22.
  26. ^ 화성 탐사의 개념과 접근법(2012)
  27. ^ 미래 기술: 화성 비행선
  28. ^ 화성 임무를 위한 대피 비행선
  29. ^ a b c Young, Larry; Aiken, E.W.; Gulick, Virginia; Mancinelli, Rocco; Briggs, Geoffrey (2002-02-01). Rotorcraft as Mars Scouts. Vol. 1. pp. 1–378 vol.1. doi:10.1109/AERO.2002.1036856. ISBN 978-0780372313. S2CID 32275132.
  30. ^ a b "Ingenuity Mars Helicopter Landing Press Kit" (PDF). NASA. January 2021. Retrieved 14 February 2021. Public Domain 이 문서에는 퍼블릭 도메인에 있는 이 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다..
  31. ^ 화성 2020에 헬리콥터를 추가하는 것에 대한 결정이 곧 내려질 것으로 예상된다, Jeff Fout, Space News, 2018년 5월 4일
  32. ^ Mars 헬리콥터 테크놀로지 데모레이터, J. Balaram, Timothy Canham, Courtney Duncan, Matt Golombek, Havard Fjér Grip, Wayne Johnson, Justin Maki, Amelia Quon, Ryan Stern, David Zhu.미국항공우주학회(AIAA), SciTech Forum Conference; 2018년 1월 8~12일 플로리다 Kissimee, doi: 10.2514/6.2018-0023 Public Domain 이 문서에는 퍼블릭 도메인에 있는 이 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다..
  33. ^ TPS – 2010년 3월 9일 캔도르 채즈마를 통한 믿을 수 없을 만큼 멋진 비행
  34. ^ 1월의 하이라이트: Mawrth Valis 애니메이션 (2012)
  35. ^ 화성 베크렐 분화구의 저공비행 애니메이션

외부 링크