NASA는 최근 화성의 열악한 환경을 위해 제작된 차세대 비행 시스템이 지상 시뮬레이션 환경에서 주요 테스트를 통과했으며, 로터 팁 속도가 국지적인 음속을 초과하는 수준으로 성공적으로 향상되어 향후 화성에서 보다 효율적이고 복잡한 공중 탐사 임무를 위한 기반을 마련했다고 발표했습니다. 화성의 극도로 얇은 대기는 비행을 "상상할 수 있는 가장 어려운 일"로 만듭니다. 이 신기술의 획기적인 발전은 화성 헬리콥터가 리프트 및 적재 용량의 질적 도약을 가져올 것임을 의미합니다.
이러한 발전은 Ingenuity 헬리콥터가 구축한 기반을 바탕으로 이루어졌습니다. 다른 행성에서 제어 비행을 달성한 최초의 인간 항공기인 Ingenuity는 공식적으로 은퇴했지만, Ingenuity의 기술과 경험은 미래의 인간과 로봇의 공동 탐사를 지원하기 위해 NASA의 제트 추진 연구소(JPL)가 시작한 최신 "Skyfall" 화성 헬리콥터 프로젝트에 통합되고 있습니다.
Skyfall 계획에서 헬리콥터의 가장 중요한 업그레이드 중 하나는 로터 속도의 상한을 크게 높이는 것입니다. Ingenuity가 화성에서 임무를 수행할 때 폼 로터의 속도는 안전 여유를 보장하기 위해 분당 2,700회전(rpm)으로 제한됩니다. 오늘날 JPL 엔지니어들은 차세대 Mars 헬리콥터가 신뢰성을 유지하면서 사용 가능한 양력과 기동성을 크게 향상시키기를 희망하면서 더 높은 성능 지표를 추구하고 있습니다.
NASA 연구진은 설계를 검증하기 위해 JPL의 우주 시뮬레이터에서 화성의 대기 구성과 비행 조건을 재현하고 AeroVironment에서 개발한 로터 시스템을 테스트했습니다. 지구의 해수면 근처에서 소리의 속도는 시속 약 760마일인 반면, 화성의 얇고 이산화탄소가 풍부한 대기에서는 마하 1이 대략 시속 540마일에 해당합니다. 시뮬레이션된 환경에서 테스트 로터는 마하 0.98에 가까운 팁 속도로 최대 3,750rpm의 회전 속도를 견딜 수 있었습니다.
그런 다음 연구팀은 시뮬레이션 객실에서 추가 팬을 활성화하여 공기 흐름을 계속 적용하고 로터 팁 속도를 마하 1.08로 더욱 높여 진정한 "초음속 로터" 테스트를 달성했습니다. NASA는 이번 성능 향상은 차세대 화성 헬리콥터가 앞으로 최대 이륙 중량을 약 30% 증가시켜 더 많은 과학 장비와 대용량 배터리를 탑재할 수 있는 여건을 조성할 것으로 예상된다는 것을 보여준다고 지적했습니다.
NASA의 Skyfall 프로젝트 포지셔닝은 "화성 비행" 그 이상입니다. 이 시스템에는 지질학, 기후 및 잠재적인 자원 분포 연구를 지원하기 위해 화성의 대기, 지표면 및 지표면 근처 환경에 대한 데이터를 얻기 위한 다양한 센서와 과학 페이로드가 장착될 예정입니다. 더 강한 양력과 에너지 보유량은 또한 항공기가 지상 탐사 차량이나 미래의 인간 착륙 장소에 대한 조종사 조사 수행을 포함하여 더 길고 더 복잡한 임무를 수행할 수 있음을 의미합니다.
현재 가정에 따르면 첫 번째 Skyfall 임무는 한 번의 임무에서 과학적 성과를 극대화하기 위해 조정된 공중 탐사 대형을 형성하기 위해 동시에 세 대의 헬리콥터를 화성으로 발사하는 것입니다. NASA는 최신 지상 테스트 데이터를 사용하여 임무 매개변수와 비행 범위를 수정 및 개선하고 이에 따라 임무 계획을 계획했습니다. 이 야심찬 과학 임무는 현재 2028년 12월에 시작될 예정입니다. 잘 진행된다면 2030년대에는 화성의 하늘에서 독창성을 훨씬 능가하는 능력을 갖춘 "로터 함대"가 탄생하게 될 것입니다.