NASA heeft onlangs aangekondigd dat zijn nieuwe generatie vluchtsysteem, gebouwd voor de barre omgeving van Mars, belangrijke tests in een grondsimulatieomgeving heeft doorstaan, en dat de snelheid van de rotortip met succes is opgevoerd tot een niveau dat de lokale geluidssnelheid overschrijdt, waardoor de basis wordt gelegd voor efficiëntere en complexere luchtverkenningsmissies op Mars in de toekomst. De extreem dunne atmosfeer van Mars maakt vliegen ‘bijna het moeilijkste wat je je kunt voorstellen’. De doorbraak van deze nieuwe technologie betekent dat Mars-helikopters een kwalitatieve sprong in hef- en laadvermogen zullen inluiden.

Deze vooruitgang bouwt voort op de basis die is gelegd door de Ingenuity-helikopter. Als het eerste menselijke vliegtuig dat een gecontroleerde vlucht op andere planeten mogelijk maakt, is Ingenuity officieel met pensioen gegaan, maar zijn technologie en ervaring worden geïntegreerd in het nieuwste "Skyfall" Mars-helikopterproject dat is gelanceerd door NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) ter ondersteuning van toekomstige gezamenlijke verkenning door mens en robot.

In het Skyfall-plan is een van de belangrijkste upgrades van de helikopter het aanzienlijk verhogen van de bovengrens van de rotorsnelheid. Wanneer Ingenuity zijn missie op Mars uitvoert, is de snelheid van de schuimrotor beperkt tot 2.700 omwentelingen per minuut (rpm) om een ​​veiligheidsmarge te garanderen. Tegenwoordig streven JPL-ingenieurs naar hogere prestatie-indicatoren, in de hoop dat de nieuwe generatie Mars-helikopters de beschikbare lift en manoeuvreerbaarheid aanzienlijk zal vergroten, terwijl de betrouwbaarheid behouden blijft.

Om het ontwerp te verifiëren, hebben NASA-onderzoekers de atmosferische samenstelling en vluchtomstandigheden van Mars nagebootst in de ruimtesimulator van JPL, en het door AeroVironment ontwikkelde rotorsysteem getest. Dichtbij het zeeniveau van de aarde bedraagt ​​de geluidssnelheid ongeveer 1220 kilometer per uur, terwijl in de dunne, koolstofdioxiderijke atmosfeer van Mars Mach 1 grofweg gelijk is aan 540 kilometer per uur. In een gesimuleerde omgeving was de testrotor in staat rotatiesnelheden tot 3.750 tpm te weerstaan, met een tipsnelheid van bijna Mach 0,98.

Het onderzoeksteam activeerde vervolgens extra ventilatoren in de simulatiecabine om de luchtstroom te blijven toepassen, waardoor de rotortipsnelheid verder werd verhoogd tot Mach 1,08, waardoor een echte "supersonische rotor" -test werd bereikt. NASA wees erop dat deze prestatieverbetering aantoont dat de nieuwe generatie Mars-helikopters naar verwachting het maximale startgewicht in de toekomst met ongeveer 30% zal verhogen, waardoor voorwaarden worden geschapen voor het vervoeren van meer wetenschappelijke instrumenten en batterijen met een grotere capaciteit.

NASA's positionering van het Skyfall-project gaat veel verder dan 'vliegen op Mars'. Het is de bedoeling dat het systeem wordt uitgerust met een verscheidenheid aan sensoren en wetenschappelijke ladingen om gegevens te verkrijgen over de atmosfeer, het oppervlak en de nabije oppervlakte van Mars om ondersteuning te bieden voor onderzoek naar geologie, klimaat en potentiële distributie van hulpbronnen. Sterkere lift- en energiereserves betekenen ook dat het vliegtuig langere en complexere missies kan uitvoeren, waaronder het uitvoeren van pilotonderzoeken voor grondverkenningsvoertuigen of toekomstige menselijke landingsplaatsen.

Volgens de huidige aannames zal de eerste Skyfall-missie drie helikopters tegelijk naar Mars lanceren om een ​​gecoördineerde luchtverkenningsformatie te vormen om de wetenschappelijke output in één missie te maximaliseren. NASA heeft de nieuwste grondtestgegevens gebruikt om de missieparameters en het vluchtbereik te corrigeren en te verfijnen, en het missieplan dienovereenkomstig te plannen. Deze ambitieuze wetenschappelijke missie zal momenteel in december 2028 worden gelanceerd. Als alles goed gaat, zal de hemel van Mars in de jaren 2030 een ‘rotorvloot’ inluiden met capaciteiten die de vindingrijkheid ver te boven gaan.