NASAは最近、火星の過酷な環境向けに構築された新世代飛行システムが地上シミュレーション環境での重要なテストに合格し、ローター先端速度が局地音速を超えるレベルに達することに成功し、将来の火星でのより効率的で複雑な空中探査ミッションの基礎を築いたと発表した。火星の大気は非常に薄いため、飛行は「想像できる限り最も難しいこと」です。この新技術の画期的な進歩は、火星ヘリコプターが揚力と積載能力において質的な飛躍をもたらすことを意味します。
この進歩は、インジェニュイティ ヘリコプターによって築かれた基盤の上に築かれています。他の惑星で制御飛行を達成した最初の有人航空機として、インジェニュイティは正式に退役したが、その技術と経験は、将来の人間とロボットの共同探査をサポートするために、NASA ジェット推進研究所 (JPL) が立ち上げた最新の火星ヘリコプター プロジェクト「スカイフォール」に統合されている。
スカイフォール計画では、ヘリコプターの最も重要なアップグレードの 1 つは、ローター速度の上限を大幅に向上させることです。インジェニュイティが火星でミッションを遂行する場合、安全マージンを確保するためにフォームローターの速度は毎分 2,700 回転 (rpm) に制限されます。現在、JPL のエンジニアは、新世代の火星ヘリコプターが信頼性を維持しながら、利用可能な揚力と操縦性を大幅に向上させることを期待して、より高い性能指標を追求しています。
設計を検証するために、NASA の研究者は JPL の宇宙シミュレータで火星の大気組成と飛行条件を再現し、AeroVironment が開発したローター システムをテストしました。地球の海面付近の音速は時速約 760 マイルですが、火星の薄く二酸化炭素を多く含む大気中でのマッハ 1 は時速 540 マイルにほぼ相当します。シミュレートされた環境では、テストローターはマッハ 0.98 に近い先端速度で、最大 3,750 rpm の回転速度に耐えることができました。
研究チームはその後、シミュレーションキャビン内の追加のファンを作動させて空気の流れを与え続け、ローター先端速度をマッハ1.08までさらに増加させ、真の「超音速ローター」テストを達成しました。 NASAは、この性能向上は、新世代の火星ヘリコプターが将来的に最大離陸重量を約30％増加させることが見込まれていることを示しており、より多くの科学機器や大容量バッテリーを搭載できる条件が整うと指摘した。
NASAによるスカイフォール計画の位置づけは、「火星飛行」をはるかに超えている。このシステムには、火星の大気、地表、および地表近くの環境に関するデータを取得し、地質、気候、および潜在的な資源分布の研究をサポートするためのさまざまなセンサーと科学ペイロードが装備されることが計画されています。より強力な揚力とエネルギーの蓄えは、航空機が地上探査機や将来の人類着陸地点のパイロット調査の実施など、より長距離でより複雑なミッションを実行できることも意味します。
現在の想定によれば、スカイフォールの最初のミッションでは、一度に3機のヘリコプターを火星に向けて発射し、1回のミッションで科学的成果を最大化するために調整された空中探査編隊を形成することになる。 NASA は、最新の地上試験データを使用してミッションパラメータと飛行エンベロープを修正および改良し、それに応じてミッション計画を計画しました。この野心的な科学ミッションは、現時点では 2028 年 12 月に打ち上げられる予定です。うまくいけば、2030 年代には火星の空にインジェニュイティをはるかに超える能力を備えた「ローター艦隊」が到来するでしょう。