Helikopter di Mars menghadapi tantangan atmosfer yang ekstrem, demikian temuan penelitian

NASA berencana mengirim helikopter pertama ke permukaan Marte sebelum akhir tahun 2028, tetapi atmosfer planet merah yang lemah menimbulkan keterbatasan fisik yang parah pada pesawat tersebut. Sebuah studi baru yang diterbitkan dalam jurnal Nature mengungkapkan tantangan yang akan dihadapi helikopter di lingkungan dengan kepadatan atmosfer yang berkurang drastis.

Misi Skyfall akan membawa tiga helikopter kecil di atas kapal Reator Espacial-1 Freedom untuk menjelajahi kemungkinan lokasi pendaratan manusia di permukaan Mars. Proyek ini mewakili tonggak sejarah dalam eksplorasi planet, namun kelangsungan mesin ini bergantung pada pemahaman bagaimana propulsi bekerja dalam kondisi atmosfer yang sangat berbeda dari Terra.

Penggerak helikopter Como berfungsi

Helicópteros pada dasarnya bergantung pada lingkungan untuk bergerak. The rotating blades push the air around them in the opposite direction, creating lift and propulsion. Kecepatan khas yang diperoleh udara di sekitar bilahnya mencapai ratusan meter per detik.

Kekekalan momentum linier menetapkan batas kritis: agar sebuah helikopter dapat bergerak maju dengan kecepatan 100 meter per detik, ia harus mendorong massa udara yang sebanding dengan massanya sendiri. Kepadatan udara Como di permukaan laut ratusan kali lebih rendah dari kepadatan rata-rata helikopter, pesawat perlu memproses volume udara setidaknya seratus kali lebih besar dari volume tubuhnya sendiri.

Prinsip Esse menentukan apakah sebuah pesawat dapat terbang atau tidak di atmosfer apa pun. Atmosferas yang lebih padat membuat penggeraknya lebih mudah karena menawarkan lebih banyak massa untuk diproses oleh blade pada setiap putaran. Atmosferas yang dijernihkan memerlukan peningkatan volume gas untuk menghasilkan daya dorong yang setara.

Tantangan spesifik Marte

Atmosfer Mars, yang terdiri dari 95% karbon dioksida, memiliki kepadatan massa yang hanya setara dengan 1,6% atmosfer bumi di permukaan laut. Helikopter di Marte perlu memproses volume gas sekitar 60 kali lebih besar daripada di Terra untuk mendapatkan daya dorong yang sebanding.

Jika burung berevolusi dengan menghirup CO2 di atmosfer Mars, mereka akan membutuhkan sayap sekitar 8 kali lebih besar daripada sayap di darat untuk terbang dengan kecepatan yang sama. Gravitasi Marcina yang lebih rendah, setara dengan 38% gravitasi bumi, akan menawarkan keuntungan aerodinamis, sehingga memudahkan gaya angkat.

Apesar mengatasi kendala tersebut, NASA mengembangkan teknologi khusus untuk operasi Mars. Helikopter Ingenuity, yang diuji di Marte antara tahun 2021 dan 2024, membuktikan bahwa penerbangan dapat dilakukan bahkan dalam kondisi cuaca buruk seperti itu. Helikopter berikutnya dalam misi Skyfall akan dilengkapi perbaikan berdasarkan pengujian ini.

Atmosferas bahkan lebih ekstrim lagi selain Marte

Cinturão dari Kuiper menampung objek dengan atmosfer yang jauh lebih redup. Objek 2002 XV93 yang ditemukan dengan diameter kurang lebih 500 kilometer ini memiliki atmosfer 10 juta kali lebih padat dibandingkan atmosfer bumi. Suasana halus Essa kemungkinan besar berasal dari letusan gunung berapi atau dampak komet.

Leia Tambem

Komedi romantis dan misteri hadir di Netflix pada bulan Juni dengan Office Passion dan Oasis

Uruguay mengumumkan daftar skuad untuk Piala Dunia 2026 dengan enam pemain sepak bola Brasil

Kapan Piala Dunia 2026 dimulai? Tanggal, waktu, pertandingan pertama dan upacara pembukaan

Dalam atmosfer yang sangat tipis, sebuah helikopter akan menghadapi ketidakmungkinan praktis dalam memproses massa udara yang cukup untuk dijadikan tenaga penggerak. Jumlah bahan bakar yang tersedia tidak mencukupi, sehingga upaya penerbangan apa pun menjadi tidak praktis jika menggunakan teknologi konvensional.

Kepadatan atmosfer Conforme berkurang, ukuran bilahnya perlu ditingkatkan secara proporsional. Pada titik kritis, struktur secara fisik menjadi tidak layak untuk dibangun dan dipelihara selama pengoperasian.

Batas antarbintang

Ruang antarbintang mewakili lingkungan yang sangat tidak bersahabat bagi helikopter. Kepadatan rata-rata gas antarbintang 10^21 kali lebih rendah dibandingkan atmosfer bumi. Sebuah helikopter perlu melintasi seluruh piringan Via Láctea sebelum menemukan massa gas yang cukup untuk mendorong tubuhnya dengan kecepatan 100 meter per detik.

Perjalanan Tal akan memakan waktu lebih lama dibandingkan usia Universo saat ini. Helicópteros antargalaksi bahkan lebih tidak praktis karena medium antargalaksi memiliki kepadatan satu juta kali lebih rendah daripada medium antarbintang. Rata-rata, Universo mengandung satu proton per meter kubik.

Foguetes sebagai alternatif yang layak

Helikopter Enquanto mengandalkan lingkungan sekitar untuk penggeraknya, sedangkan roket bekerja secara berbeda. Eles mengeluarkan bahan bakar yang terbakar melalui pipa knalpot dan tidak bergantung pada atmosfer untuk bergerak. Ruang antarbintang yang lebih tipis menawarkan keuntungan karena tidak ada roket yang akan melambat secara signifikan akibat gesekan dengan medium.

Antarbintang Foguetes dapat mencapai tujuan mana pun di kosmos tanpa hambatan atmosfer yang relevan. Membranas setebal milimeter, seperti layar surya, dapat melintasi seluruh Via Láctea tanpa menemui hambatan besar selama perjalanan.

Oleh karena itu, helikopter Mars NASA mewakili kasus khusus: mereka beroperasi dengan baik di Marte karena planet tersebut memiliki atmosfer yang cukup. Além dari Marte, sebagian besar lingkungan kosmik membuat propulsi rotasi blade menjadi tidak mungkin. Pilihan teknologi untuk eksplorasi ruang angkasa tetap selaras dengan roket dan layar, bukan helikopter.