Skyfall: Nasa will drei neue Hubschrauber zum Mars schicken
Am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der US-Raumfahrtbehörde Nasa entsteht die nächste Generation von Mars-Hubschraubern(öffnet im neuen Fenster). Die neuen Fluggeräte der Skyfall-Klasse sollen deutlich schwerere Lasten über weite Distanzen transportieren – ein Meilenstein für die Erkundung des Roten Planeten.
Das Fundament legte der Pionier Ingenuity: Statt der geplanten fünf Flüge absolvierte der Mini-Heli bis Anfang 2024 sogar 72 Einsätze. Er bewies, dass motorisierter Flug in der dünnen Marsatmosphäre möglich ist. Zwar endete die Mission des zweiblättrigen Hubschraubers im Januar 2024 mit einer Bruchlandung. Die Mission zeigte jedoch, dass man große Entfernungen auch auf dem Mars über den Luftweg absolvieren kann.
Skyfall: Die Weiterentwicklung von Ingenuity
Die Marsatmosphäre beträgt nur ein Prozent der Luftdichte auf Meereshöhe der Erde und ist damit weitaus dünner, weshalb sich Rotoren schneller drehen müssen, um Auftrieb zu erzeugen. Der 1,8 kg leichte Ingenuity bewies dies mit 2.700 Rotorumdrehungen pro Minute, was zehnmal schneller als bei Passagierhubschraubern auf der Erde ist.
Das Skyfall-Projekt baut darauf auf, die Hubschrauber werden jedoch größer und schwerer sein. Zudem sollen sie ein neuartiges Manöver durchführen, um nach dem Eintritt in die Atmosphäre eigenständig auf der Marsoberfläche zu landen. Dafür brauchen sie größere Rotorblätter, die mehr Umdrehungen schaffen müssen.
Die Herausforderung: Auf dem Mars beginnt der gefährliche Überschallbereich bereits bei 869 km/h (statt 1.223 km/h auf der Erde). Ingenuity war deswegen so geplant worden, dass die Rotorspitzen bei Windstille auf Mach 0,7 bleiben. Falls Wind aufkommt, hätte die Rotorspitzengeschwindigkeit den Überschallbereich nicht erreicht.
Die Mars-Mach-1 wurden geknackt
Für die Skyfall-Hubschrauber wird mehr Leistung angestrebt, weswegen man die Belastung auf den Rotoren jenseits von Mach 1 testete. Zunächst wurde ein dreiflügeliges Rotordesign erprobt, das möglicherweise bei zukünftigen Marsmissionen zum Einsatz kommen könnte. Bei 3.750 Umdrehungen pro Minute erreichen diese eine Geschwindigkeit von Mach 0,98. Bei Testläufen mit simuliertem Gegenwind hielten die Rotoren sogar Geschwindigkeiten von Mach 1,08 stand.
Dann wurde das eigentliche, zweiflüglige und aus Kohlefaser bestehende Skyfall-Design getestet. Da dessen Rotorblätter etwas länger sind, wurde die Überschallgeschwindigkeit bereits bei einer niedrigeren Drehzahl erreicht, ohne dabei zu zerbrechen. Zudem führte die schnellere Drehung zu einer Steigerung der Auftriebskraft um 30 Prozent.
Dieser Durchbruch ermöglicht es, bei zukünftigen Missionen schwerere wissenschaftliche Nutzlasten zu transportieren, darunter fortschrittliche Sensoren und größere Batterien für längere Flugzeiten. Während Ingenuity noch auf den Rover Perseverance als Funkstation angewiesen war, wird Skyfall autark agieren und Daten direkt oder über Relaissatelliten zur Erde senden. Der Start könnte Ende 2028 an Bord eines atomgetriebenen Raumschiffs namens Space-Reactor-1 (SR-1) erfolgen.
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