Čína vyvíjí vrtulník k výzkumu Marsu

2021-09-07 23:16:09
Sdílej:

Prototyp průzkumného dronu pro Mars. Courtesy of NSSC, CAS

Prototyp průzkumného dronu pro Mars. Courtesy of NSSC, CAS

V poslední době se velice zřetelně projevují čínské ambice stát se jednou z vůdčích mocností stojících v čele snah lidstva o dobývání kosmu. Čína nedávno zprovoznila první část stálé kosmické stanice na zemské orbitě, kdy jedinou další takovou stanicí v současnosti fungující je ISS, která ovšem dosluhuje, a stěžejní člen tohoto projektu Rusko nemá v úmyslu v projektu pokračovat ani se pustit do žádného následnického projektu, nýbrž si chce postavit zase vlastní stanici a také spolupracovat s Čínou na programech její orbitální stanice.

Čína také obnovila průzkum Měsíce, kdy poslední její mise byla návratová a dovezla zase poprvé od 70. let měsíční horniny.

A posledním průlomovým čínským úspěchem je mise k Marsu, jejíž součástí je vysazení průzkumného vozítka na povrch Rudé planety, které už je v provozu a úspěšně provádí výzkum. Tím se Čína stala druhou zemí světa po USA, jejíž sonda na povrchu Marsu je pohyblivá.

Ale těm marsochodům by se hodilo, kdyby mohly obhlížet širší okolí, než kam vidí, zda tam není něco zajímavého k prozkoumání. K tomu je prý nejlepší létající dron schopný obhlédnout širší okolí, aby šlo podle snímků z něj rozhodnou, kam by bylo nejlepší, aby rover zajel zkoumat. S prvním takovým dronem přišly USA, ale Čína nemá v úmyslu zůstat pozadu.

Proto tedy maličký dron k navádění vozítka vyvíjí a vývoj je už v takovém stadiu, že se zkouší funkční prototyp a 6.9 o tom mělo Národní centrum věd o kosmu (NSSC) oficiální konferenci. Čas strávený vozítkem na povrchu bude pak daleko přínosněji využit k získání potřebných informací.

Tento strojek má občas nakrátko vzlétnout, obhlédnout oblast o poloměru mnoha set metrů, takže podle snímků bude možno vytipovat nejzajímavější cíle výzkumu a stanovit k nim tu nejrychlejší a nejbezpečnější cestu. Snímky, které tento vzdušný průzkumník pořídí, budou multispektrální, takže z nich půjde vyčíst řadu charakteristik terénu, jaké by např. lidské oko nezachytilo, a dobře odhadovat chemické složení pozorovaných hornin. Bude k tomu opatřen i spektrometrickými přístroji. Jistě se dá odhadovat, že když je projekt ještě v takovéto fázi vývoje, tak se nejspíš zvažuje různé přístrojové vybavení pro to nejšikovnější snímkování a spektrometrii. Vzhledem k tomu, že stroj bude muset mít jen dost omezenou nosnost a k dispozici mít jen dost omezený výkon, asi to nepůjde moc přehánět s vybavením jako třeba s laserovými spektrometry, ač by se jistě hodily.

Energetika bude jistě patřit k těm největším oříškům, takového strojku. Vývojáři NSSC tedy tvrdí, že pracují na více variantách, čím by mohly být napájeny. Ten pohon má být elektrický ale jak mu nabít baterie? Má mít vlastní solární generátory energie nebo si má přes bezdrátovou nabíječku vytahovat energii z vozítka, nebo radši kombinaci obojího?

Výhodou čínských vývojářů je to, že podobný letounek už na Marsu provozuje NASA a s jeho provozem a využitelností tak vznikají cenné zkušenosti. Americký rover Perseverance, který v únoru přistál na Marsu, s sebou veze 1,8 kg těžký marsovský vrtulníček Ingenuity, který výše popsané úkoly už úspěšně plní. Ten poprvé vzlétl v dubnu a v neděli 5.9 provedl svou zatím poslední tj. 13. letovou misi.

Čínský vrtulníček je postaven s koaxiálními rotory, což je podle čínského vývojáře Bian Chunjianga z jeho vývojového týmu při NSSC k tomuto účelu nejvhodnější současná technologie. Vrtulníky s koaxiálními rotory – tj. dvě vrtule nad sebou točící se v opačných směrech- nejsou pro pozemské využití příliš rozšířené, ač mají extrémně vysoký tah. Jejich funkce je však spojena zejména s problémy vzniklými z interakce, při níž se rotory přes dynamický vzduch mezi nimi vzájemně rozkmitávají, což způsobuje řadu problémů včetně příšerných zvuků. V moderní době teprve ruský výrobce Kamov tyto problémy vyřešil natolik, že začal takové vrtulníky sériově vyrábět zejména pro ruské ozbrojené síly. Pro Mars je však prý vrtulník s koaxiálními rotory nejlepším řešením.

V pozemských podmínkách při simulaci prostředí na Marsu se létání takovýmito kolmo startujícím a přistávajícím strojem jeví přímo jako ideální a praktické. Vrtulník na Marsu musí létat v atmosféře, která se dost liší od té pozemské. Gravitace je tam sice jen 38 procent pozemské, ale atmosférický tlak je tam jen 0,7 až 0,8 procenta pozemského, tj. jako tlak na Zemi ve výšce 30 až 40 kilometrů nad povrchem, kde na Zemi žádné vrtulníky nelétají.

Na Marsu se však takovýto strojek musí potýkat i s většími problémy, než se samotným létáním. Jsou tam extrémní podmínky, v nichž si bude muset udržet provozuschopnost, jako nesmírně nízké teploty. Asi je každému jasné, že jakékoliv bateriemi poháněné zařízení, které běžně používáme, jako mobil nebo hodinky, bude těžko fungovat, když si ho dáme v chladničce do mrazáku. Takže konstruktéři elektrických, bateriemi poháněných mašinek pro Mars to nemají zrovna lehké, když jejich zařízení musí vydržet takové teploty, udržet si funkčnost a po případné noční hibernaci se zase ohřát a fungovat naplno. A pokud by měla tak malá věcička mít vlastní nabíjení, jsou ty problémy zvláště obtížné.

Mars je také prostředí plné velice agresivního do všeho pronikajícího prachu, který má tendenci všechny mechanismy zadřít. Zvlášť když na jeho povrchu pravidelně řádí drobné atmosférické víry, jakým na Zemi říkáme prachoví ďábli, a čas od času tam přijdou vichřice přinášející prachové bouře, které někdy pohlcují i celou planetu. Ochrana před takovým prachem není úplně snadná ani u robustních strojů, jako jsou rovery k ježdění po Marsu. Ale vrtulníky mají na svých rotorech hojnost různých jemných a takovým prachem zranitelných pohyblivých součástí.

NSSC veřejnosti ukázala svůj dron, který má už za sebou testy, jež mu předepsala Pekingská vědecká a technologická komise, a vykonány na něm byly v srpnu.

V současnosti na Marsu působí průzkumná mise Tianwen-1, která je kombinací orbitálního průzkumného modulu s povrchovým modulem, jehož základ tvoří vozítko, kdy obojí bylo poprvé v historii dobývání Marsu nasazeno v jediné letové misi. Ovšem příště možná k takové souběžné kombinaci zařízení v jediném meziplanetárním letu bude i letový modul spolupracující s vozítkem.

Čína, která se svojí misí na Mars dostala mezi průzkumníky vzdáleného vesmíru, se poohlíží i po dalších možnostech. Kolem roku 2030 by údajně ráda provedla jednak návratovou misi, která z Marsu na Zemi přiveze vzorky hornin, a také průzkumnou misi k Jupiteru a k systému měsíců a prstenců kolem něj. Jupiterův systém je velice zajímavý, ale méně prozkoumaný než třeba vzdálenější Saturn kvůli problémům s jeho silným magnetickým polem.

Karel Pavlíček, zvláštní komentátor CMG v Praze