Добавить новость
smi24.net
News in English
Июль
2022

Engineers design motorless sailplanes for Mars exploration

0

Eight active spacecraft, including three operated by NASA, orbit Mars, gathering imagery of the planet’s surface at a resolution of about 1 foot per pixel. Three rovers traverse the ground, mapping small areas of the planet with greater precision. But what lies in the hundreds of kilometers between the rovers and the orbiters – including atmospheric climate processes and geological features like volcanoes and canyons – is often of most interest to planetary scientists.

“You have this really important, critical piece in this planetary boundary layer, like in the first few kilometers above the ground,” said Alexandre Kling, a research scientist in NASA’s Mars Climate Modeling Center. “This is where all the exchanges between the surface and atmosphere happen. This is where the dust is picked up and sent into the atmosphere, where trace gases are mixed, where the modulation of large-scale winds by mountain-valley flows happen. And we just don’t have very much data about it.”

Kling is partnering with a team of University of Arizona engineers that aims to fill this data gap by designing a motorless sailplane that can soar over the Martian surface for days at a time, using only wind energy for propulsion. Equipped with flight, temperature and gas sensors as well as cameras, the sailplanes would weigh only 11 pounds each. The team details its proposal in a paper published in the journal Aerospace.

The flight of the albatross

Flight on Mars is challenging due to the planet’s thin atmosphere, and this is not the first team to try addressing it. Most notably, NASA’s Ingenuity is a 4-pound helicopter that landed in Mars’ Jezero Crater in 2021. With miniaturized flight technology and a rotor system span of about 4 feet, it’s the first device to test powered, controlled flight on another planet. But the solar-powered vehicle can fly for only three minutes at a time, and it reaches heights of just 12 meters, or about 39 feet.

“These other technologies have all been very limited by energy,” said the paper’s first author, Adrien Bouskela, an aerospace engineering doctoral student in UArizona professor Sergey Shkarayev’s Micro Air Vehicles Laboratory. “What we’re proposing is just using the energy in situ. It’s kind of a leap forward in those methods of extending missions. Because the main question is: How can you fly for free? How can you use the wind that’s there, the thermal dynamics that are there, to avoid using solar panels and relying on batteries that need to be recharged?”

Lightweight, low-cost, wind-powered sailplanes may be the answer. The planes, which have a wingspan of about 11 feet, will use several different flight methods, including simple static soaring when sufficient vertical winds are present. But they can also use a technique called dynamic soaring, which, like an albatross on a long journey, takes advantage of how horizontal wind speed often increases with altitude – a phenomenon particularly common on Mars.

Dynamic soaring looks something like the S-shaped pattern skiers use to control their descent down a mountain. However, every time the sailplane changes directions, it also begins changing altitude – and rather than slow the sailplane down, the maneuver helps it gain speed. The planes fly at a slight upward angle into the slow-moving, low-altitude wind. When they reach the faster, high-altitude wind, they turn 180 degrees and let the high-speed wind power them forward at a slight downward angle. When they start to run out of energy from the high-speed wind, they repeat the process, weaving their way forward. With this nimble maneuvering, the sailplanes can continually harvest energy from the atmosphere, flying for hours or even days at a time. This is flying for free.

“It’s almost something you have to see it to believe,” said paper co-author Jekan Thanga, a UArizona associate professor of aerospace and mechanical engineering.

Current rovers have mostly captured images of Mars’ flat, sandy plains – the only areas where the rovers can safely land. But the sailplanes would be able to explore new areas by taking advantage of how wind patterns shift around geologic formations such as canyons and volcanoes.

“With this platform, you could just fly around and access those really interesting, really cool places,” Kling said.

Good things come in small packages

The team proposes sending the sailplanes to Mars as a secondary payload on a larger mission. Thanga is examining how to deploy the sailplanes from the spacecraft into the atmosphere. On the spacecraft, the sailplanes will be packaged in CubeSats, miniature satellites not much larger than a phonebook. Once the CubeSats are launched and the planes released, the planes would either unfold, like origami, or inflate, like high-tech pool floaties, and rigidize at their full size.

The team is also exploring the possibility of a balloon or blimp carrying the sailplanes into the atmosphere. This would slow the sailplanes’ descent and allow them to take off when wind conditions are optimal or when they approach a high-interest area. The sailplanes could even potentially redock on the balloon or blimp after a flight and go on to complete multiple missions.

Flight ends, mission continues

After landing on the Martian surface, the planes would continue to relay information about the atmosphere back to the spacecraft, essentially becoming weather stations. Meteorologists can predict weather on Earth with relative accuracy in part because there are weather stations all over our planet that form a network of information, and all the data they gather is continually fed back to predictive models. So, each Mars sailplane that retired from flying – whether it completed its exploration as planned or something went wrong – could become another all-important node in this network.

“If we run out of flight energy, or if our inertial sensors suddenly fail for whatever reason, we  expect to then keep doing science,” Bouskela said. “From the planetary science perspective, the mission continues.”

The team has done extensive mathematical modeling for the sailplanes’ flight patterns based on Mars climate data. And there’s still more research to do about flight trajectories, potential docking systems and more. But this summer, they will test experimental planes  at about 15,000 feet above sea level, where Earth’s atmosphere is thinner and flight conditions are more akin to those on Mars.

“We can use the Earth as a laboratory for studying flight on Mars,” Shkarayev said.

The team ultimately hopes NASA will fund the mission and allow it to “catch a ride” on a large-scale Mars mission already in development. The low-cost nature of the sailplane effort means it could come to fruition relatively quickly, Kling said, perhaps in years rather than the decades needed for a full-scale mission.








Türkiye Today: Семья Алиевых приобрела в Турции акции роскошного отеля за 500 млн. евро. Фоторяд

Исторические фантазии и реалии. Часть 5

Тайные уголки Новосибирска от Marins Park Hotel Новосибирск

От «Лебединого озера» до «Дон Кихота»: Relax FM приглашает на балет


Weah’s agent: One Juventus director ‘is creating problems’

Buy? Sell? The SF Giants’ case for both scenarios

'Not ready for prime time': Trump, Republicans slam GOP leader's stock trade ban bill

Bay Area water sports enthusiasts are getting hooked on kayak polo


Торжок ..

На Московской столкнулись автобус и легковушка. Пострадала женщина

Грибы

Дело серийного отравителя из Балашихи Артема Миссюры направили в суд


Match Fever 1.006.001

Color Maze Adventure 2.0.0

Bungie continues to fire into its feet with both barrels: A new armor set in Destiny 2 has just been disabled because it makes the player who wears it completely invisible

«Деньги не пахнут»: Как Blox World наживается на доверии игроков Roblox



Олеся Шергина из Екатеринбурга взошла на Эльбрус: история смелости, вдохновения и преодоления девушки с протезом

Спартак» Обыграл «Ростов» 2:0: Победа в Кубке России на «Ростов-Арене

Детское радио приглашает юных исследователей театра на мастер-классы

Relax FM: готовимся к московскому этапу бизнес-регаты «Ведомости»


Москва благоустроит 700 улиц: замена асфальта и новые остановки

Спартак» Обыграл «Ростов» 2:0: Победа в Кубке России на «Ростов-Арене

В Гостином дворе начала работу первая флагманская площадка форума «Территория будущего. Москва 2030»

На высокой скорости: какие мероприятия ждут москвичей в августе


Россиянин Климов взял золото чемпионата Европы по тяжелой атлетике среди юношей

В загородном лагере "Костёр" под Котовском завершилась третья смена

Chery Group возвращается в рейтинг Fortune Global 500; LEPAS дебютирует на автосалоне в Джакарте с первыми зарубежными заказами 

Вильфанд: с пятницы в Москве ожидается облачная погода, дожди и грозы


Прямая трансляция матча Елены Рыбакиной на престижном турнире

Рахимова и Блинкова вышли во второй круг турнира WTA в Монреале

Медведев прошёл в третий круг турнира ATP в Торонто, обыграв Сврчину

Калинская повысила свои позиции на 17 мест в рейтинге WTA


Западным туристам запретили Россию: Томас Рёпер об ограничениях и страхах

Любовь не спасла. Горькая судьба актера Толбазина из «Неуловимых мстителей»

В «Лужниках» для детей откроют уникальную спортплощадку с батутами и виртуальными танцполами

Защитить актив: объем рынка нелегального золота в РФ оценили в 20%


Музыкальные новости

Оззи Осборна решили похоронить в Бирмингеме 30 июля

Последний путь Князя тьмы: фанаты и близкие простились с Оззи Осборном

Дальний Восток снова встречает детский благотворительный фестиваль «Добрая волна»

Купить Песню. Песни на продажу. Продажа песен. Продажа Авторских песен.


ИТ-холдинг Т1 выбрал SOK для нового офиса в Екатеринбург

Олеся Шергина из Екатеринбурга взошла на Эльбрус: история смелости, вдохновения и преодоления девушки с протезом

Детское радио приглашает юных исследователей театра на мастер-классы

Спартак» Обыграл «Ростов» 2:0: Победа в Кубке России на «Ростов-Арене


ЦБ готовится к новому решению: как изменится ключевая ставка и что ждет рынок недвижимости

Путин утвердил закон о запрете рекламы VPN и изменениях в процедурах банкротства

Порфтолио AI. Портфолио AI Певца.

ТЕЛЕВИЗОРЫ LG OLED: ОТЛИЧНОЕ КАЧЕСТВО ИЗОБРАЖЕНИЯ С ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ


Ренессанс страхование: самым подорожавшим автомобилем за пять лет стал Porsche Macan

В Москве водителей предостерегли от поездок на авто из-за вероятности сильного дождя

Москва благоустроит 700 улиц: замена асфальта и новые остановки

Участники автопробега БРИКС проедут через Нижегородскую область


Путин утвердил закон, позволяющий студентам выступать в роли преподавателей

Путин дал указание завершить согласование национальных проектов к 31 декабря

Путин утвердил закон о запрете рекламы VPN и изменениях в процедурах банкротства

Путин отменил обязательный экзамен по русскому языку для трудовых мигрантов



Министерство юстиции объявило книгу «Алексей Навальный. Патриот» экстремистской


Клинический психолог Юлия Тарибо: как односторонняя дружба влияет на самооценку ребенка

Областной центр крови провел донорскую акцию в IT-компании Москвы

Пыльцевое «цунами». Осенние травы-аллергены зацвели в Москве раньше срока

Спортивные протезы и стопы Steplife выдержали проверку соревнованиями


Активист, сравнивший Зеленского с псиной, пойдёт под суд

Президент Польши Навроцкий потребовал от Зеленского изменить историческую политику Киева

Погибшие и пострадавшие в результате ракетного удара по Киеву

Удар РФ по Киеву: разрушен подъезд дома, один человек погиб, 48 – пострадали


Столичные росгвардейцы обеспечили безопасность матча РПЛ

В «Коломенском» состоялось открытие обновленной набережной Москвы-реки

Курск вспоминает олимпийскую победу Николая Солодухина 45 лет назад

Каждый четвертый россиянин заявил, что у него есть любимый спортсмен


Лукашенко указал на прочность отношений Москвы и Минска

Лукашенко заявил, что Россия является основным гарантом безопасности Беларуси

Лукашенко: Белоруссия открыта к любым переговорам и разговорам с Западом

Лукашенко заявил, что Россия ближе всех для Белоруссии


Еще немного. Мэр Собянин запустил проходку тоннеля от «Липовой рощи»

Собянин открыл обновленную пешеходную набережную в музее-заповеднике «Коломенское»

Сергей Собянин. Главное за день

Собянин: В Покровском-Стрешневе завершена модернизация всех поликлиник


Экономист: Успех Москвы — в развитой инфраструктуре и концентрации талантов

Россия и Лаос заключили соглашение по охране природных богатств

Правительство выделит 1,4 миллиарда рублей на возмещение расходов по пожаротушению

Субтропическим потихоньку становится климат в Москве, заявили климатологи


Любовь не спасла. Горькая судьба актера Толбазина из «Неуловимых мстителей»

Новый закон: связь отключат при аресте счета

Россиянин Климов взял золото чемпионата Европы по тяжелой атлетике среди юношей

Вильфанд: с пятницы в Москве ожидается облачная погода, дожди и грозы


В администрации муниципального образования «Городской округ «Город Нарьян-Мар» выявлены нарушения законодательства о противодействии коррупции

В Красногорске дали старт строительству тоннеля от будущей станции метро «Липовая роща»

В администрации Нарьян-Мара обнаружены следы коррупции

Универсальный ТСД промышленного класса SAOTRON RT-T40


Где отдохнуть с друзьями – Крым в топе направлений на август

Пожар в Инкермане полностью ликвидирован - МЧС

Изменилось время перекрытия трассы Симферополь – Красноперекопск

Правительство РФ планирует приватизировать известные ликеро-водочные заводы


Метеоролог Позднякова: 30-градусная жара вернется в Москву в середине августа

Швыдкой прокомментировал снос памятника Айвазовскому в Азербайджане

Западным туристам запретили Россию: Томас Рёпер об ограничениях и страхах

Первую партию нового романа Симоньян раскупили в магазинах Москвы за 10 минут














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *