## “Віолончель” NASA: На Марс летять гнучкі радари для пошуку води
Національне космічне агентство США (NASA) успішно провело випробування надлегкої радіолокаційної антени, призначеної для майбутніх марсіанських гелікоптерів у рамках проєкту SkyFall. Три безпілотні апарати цієї місії мають дослідити поверхню Червоної планети з повітря, шукаючи неглибоко розташовані поклади водяного льоду. Ці запаси в майбутньому можуть стати цінним джерелом води, кисню та компонентів для ракетного палива, необхідних для пілотованих експедицій.
Джерело зображень: NASA
На відміну від орбітальних радарів, які ефективно виявляють значні поклади льоду на глибині десятків метрів, вони мають обмежені можливості для дослідження верхніх шарів ґрунту (кілька метрів). Місія SkyFall покликана вирішити цю проблему, здійснюючи польоти на низькій висоті над поверхнею та отримуючи детальніші радіолокаційні зображення марсіанського реголіту.
Георадар, який буде встановлений на вертольотах, функціонуватиме в надзвичайно широкому діапазоні частот — від 500 до 2500 МГц. Це відповідає довжинам хвиль приблизно від 60 до 12 см. Низькочастотна частина діапазону дозволить проникати в ґрунт на глибину до кількох метрів, тоді як вищі частоти забезпечать кращу роздільну здатність для аналізу верхніх шарів та дрібних деталей поверхні. Основною інженерною задачею стала розробка антени. Стандартна конструкція для таких частот мала б довжину близько 48 см, проте відстань від нижньої частини корпусу вертольота до поверхні під час посадки становить лише близько 15 см. Тому було вирішено створити гнучку антену, яка фактично нагадує тканинний матеріал.
Таке рішення дозволило зробити антену легкою та здатною складатися під час кожної посадки. Її довжина приблизно в півтора раза перевищує висоту опор вертольота, що вдалося досягти завдяки додатковій оптимізації. Під час контакту з поверхнею вона повинна частково згинатися, зокрема при наїзді на камінь, а після зльоту самостійно повертатися до робочої форми. Конструкція захищена поліестером та кількома шарами високоміцного матеріалу Vectran — подібний матеріал використовувався в посадочних подушках марсоходів Spirit та Opportunity. Форму в польоті підтримують гнучкі склопластикові стрічкові пружини, а кріплення виготовлене з магнієвого сплаву. Вага всієї антенної системи становить близько 150 г — порівняно з двома смичками для скрипки, через що антену жартівливо охрестили «Вівальді» (Vivaldi).
Під час випробувань антену багаторазово згинали, піддавали температурним циклам, що імітують добові перепади на Марсі до 94 °C, та періодично перевіряли в радіочастотній камері. На тестах її навіть перевертали так, щоб земна гравітація створювала навантаження, сильніше за те, яке вона відчуватиме під впливом марсіанської сили тяжіння. Прототип витримав еквівалент 200 посадок — більш ніж удвічі більше, ніж необхідно для основної програми місії — без помітного погіршення радіолокаційних характеристик. Наразі інженери працюють над створенням зразка для вібраційних випробувань, тестування розгортання в умовах, що імітують марсіанські, та польових тестів.
Кожен із трьох 5-кілограмових вертольотів SkyFall буде оснащений чотирма науковими приладами. NASA планує запустити місію наприкінці 2028 року на першому в історії космічних польотів кораблі з ядерним двигуном.
Порада від Soft Portal:
Ця новина є надзвичайно важливою для майбутніх досліджень Марса. Розробка гнучких та легких антенних систем, як-от «Вівальді», відкриває нові можливості для детального вивчення поверхні планети та пошуку ресурсів, що є ключовим кроком до підготовки пілотованих місій. Можливість виявляти воду в ґрунті на невеликій глибині може докорінно змінити наші плани щодо освоєння Червоної планети.