Летающие сферические аэроботы отправятся исследовать пещеры на спутнике Сатурна Титане. Ученые разрабатывают аппараты SPARK с ионными двигателями, которые смогут изучать карстовые воронки и подземные полости спутника. Проект находится на начальном этапе, но его создатели рассчитывают, что технология сможет повторить успех вертолета Ingenuity на Марсе.
Ученые предлагают использовать небольшие сферические летательные аппараты для изучения пещер и карстовых воронок на Титане — крупнейшем спутнике Сатурна. Это небесное тело примечательно тем, что на нем имеются реки, озера и моря из жидких углеводородов, таких как метан и этан, а также подземные полости, напоминающие земные карстовые ландшафты. Колесные марсоходы были бы малоэффективны в таких условиях, тогда как летательные роботы потенциально могут обеспечить лучшую маневренность и доступность.
Первый этап проекта, получившего название SPARK, продлится девять месяцев, а для перехода к более реальным перспективам запуска потребуется как минимум второй этап, который может занять до двух лет. Планируемая миссия NASA «Дрэгонфлай» к Титану намечена на 2028 год, и если ее график сдвинется, это может открыть возможности для включения SPARK в программу исследований.
Главная технологическая особенность SPARK — использование ионных двигателей, а именно электрогидродинамических (ЭГД) движителей. Такая конструкция обеспечивает устойчивость, маневренность и надежность в условиях, близких к криогенным, а также минимизирует воздействие на поверхностные углеводородные слои, что важно для научных измерений. Число исследователей в этой сфере невелико, и многие достижения пока являются уникальными.
Идея использования ионных двигателей для летательных аппаратов не нова — ранние эксперименты в этой области проводились еще в NASA. В последнее время были опубликованы проекты и результаты испытаний первых микросудов на воздушной подушке с ионным двигателем, а также микроскопических летающих роботов сантиметрового масштаба с атмосферными ионными двигателями.
Среди преимуществ ионных движителей — масштабируемость, низкий уровень шума и относительная простота из-за отсутствия большого количества подвижных частей. Однако у этой технологии есть и существенный недостаток — низкая энергоэффективность по сравнению с традиционными винтовыми или реактивными системами. Поэтому для большинства применений на Земле такие двигатели вряд ли составят конкуренцию классическим решениям, если не произойдет серьезного прорыва.
В рамках девятимесячного первого этапа команда планирует провести экспериментальные работы, коммерческий анализ приоритетных подсистем (в частности, энергопитания) и моделирование тепловых режимов.
Читайте также: В МАИ создают механизм для улучшения аэродинамики крыла на основе гибридного композита