NASA는 화성 헬리콥터 로터를 최초로 음속을 넘어섰습니다. 차세대 "SkyFall" 항공기의 로터는 일반 헬리콥터보다 10배 빠른 3,750RPM에 도달했습니다.

NASA는 블로그 게시물을 통해 두 개의 화성 회전 로터 시스템을 성공적으로 테스트하여 이전에는 볼 수 없었던 회전 속도를 달성했다고 확인했습니다.NASA 제트추진연구소(JPL)의 역사적인 25피트 우주 시뮬레이터에서 시뮬레이션된 화성 조건에서 진행된 테스트에서 로터 시스템(2개 블레이드와 3개 블레이드)은 추가 역풍으로 인해 블레이드가 마하 1.08로 밀려나기 전에 최대 마하 0.98의 로터 팁 속도에 도달하여 처음으로 화성의 음속을 능가했습니다.로터는 최대 3,750rpm에 도달했습니다.비교해 보면, 이는 많은 현대 헬리콥터의 로터 속도보다 약 10배 빠릅니다.

이러한 극한의 속도는 지구보다 밀도가 약 1%에 불과한 화성의 초박형 대기에서 충분한 양력을 생성하는 데 필요합니다.또한 행성의 대기는 음속을 약 537mph(864km/h)로 낮추는데, 이는 지구의 해수면에서 약 767mph(1,235km/h)입니다.로터는 화성 전역에 여러 대의 공중 탐사 회전익기를 배치하기 위해 제안된 임무인 Project SkyFall의 일환으로 NASA와 AeroVironment가 공동 개발했습니다.현재 2028년 12월을 목표로 하고 있는 이 임무는 우주선을 타고 화성으로 차세대 화성 헬리콥터 3대를 수송하는 것입니다.우주선이 화성에 착륙하면 헬리콥터는 착륙된 우주선을 통신 및 작전 기지로 사용하여 독립적인 탐사 임무를 위해 행성의 여러 지역에 배치됩니다.

SkyFall은 NASA가 공중 우주선을 사용하여 화성 탐사를 수행한 두 번째 사례입니다.선구적인 2021 Ingenuity Mars Helicopter 임무에서는 탄소 섬유 블레이드가 장착된 소형 회전익기를 배치하여 유명한 Perseverance Rover와 같은 지상 기반 탐사선이 쉽게 도달할 수 없는 화성의 일부 지역에 접근했습니다.NASA에 따르면 Ingenuity는 처음에는 5번의 비행만 계획했지만 최종적으로는 72번의 비행을 완료했으며 가장 긴 비행 거리는 약 704m(2,300피트)에 이릅니다.이러한 성과는 화성에서의 동력 로터 비행의 실행 가능성을 확인하고 새로운 초고속 로터 시스템 개발의 토대를 마련했습니다.

JPL의 화성 탐사 프로그램 관리자인 Al Chen은 "NASA는 Ingenuity Mars Helicopter로 훌륭한 성과를 거두었지만 우리는 이 차세대 항공기가 Red Planet에서 더 많은 일을 할 수 있도록 요청하고 있습니다"라고 말했습니다."그건 쉬운 질문이 아닙니다. 화성에 관한 모든 것이 힘들지만 그곳으로 비행하는 것은 당신이 할 수 있는 가장 어려운 일입니다. 그 이유는 대기가 믿을 수 없을 정도로 얇아서 양력을 생성하기 어렵지만 화성은 상당한 중력을 가지고 있기 때문입니다."

화성 공중 탐사의 가장 큰 장애물은 항상 행성의 초박형 대기였으며, 충분한 양력을 생성하려면 극도로 높은 로터 속도가 필요합니다.독창성은 안전 예방책으로 약 마하 0.7의 로터 팁 속도로 이를 달성했습니다.그러나 성공에도 불구하고 전체 우주선은 티슈 상자 크기에 불과했고 무게는 1.8kg(4파운드)에 달했으며 탑재물도 탑재하지 않았기 때문에 과학 장비나 통신 장비도 탑재하지 못했습니다.확실한 해결책은 더 큰 항공기였지만, 더 큰 항공기는 더 많은 항력을 생성하고 공중에 남아 있으려면 훨씬 더 많은 추력이 필요합니다.이러한 추력은 이론적으로 거의 초음속에 가까운 로터 속도에서 달성될 수 있지만, 지금까지 로터 블레이드는 일반적으로 그러한 극한 조건에서 구조적 결함의 위험에 처해 있었습니다.

NASA의 공기 역학자이자 테스트 팀의 일원인 Shannah Withrow-Maser는 "이러한 로터의 성공적인 테스트는 차세대 차량의 핵심인 보다 까다로운 환경에서의 비행 가능성을 입증하는 중요한 단계였습니다."라고 말했습니다."우리는 마하 1.05에 도달하면 운이 좋다고 생각했고 마지막 비행에서 마하 1.08에 도달했습니다. 우리는 여전히 데이터를 조사하고 있으며 테이블에 더 많은 추력이 있을 수 있습니다. 이 차세대 헬리콥터는 놀라울 것입니다."

NASA의 새로운 초음속 로터 기술은 더 긴 임무를 위해 더 큰 배터리를 탑재할 수 있는 훨씬 더 큰 탐사 항공기, 더 진보된 과학 장비 및 향상된 통신 시스템을 가능하게 할 수 있습니다.NASA는 Project SkyFall의 헬리콥터가 저고도 공중 탐사 및 정찰 임무를 수행하고 과학적 데이터를 수집하는 동시에 미래의 로봇 및 잠재적으로 인간이 화성으로 임무를 수행할 수 있는 길을 닦는 데 도움이 될 것이라고 밝혔습니다.

원문 보기