Motorloses Segelflugzeug zur Erforschung des Mars schwebt wie ein Albatros

Der große Erfolg des Marshubschraubers Ingenuity hat bewiesen, dass es möglich ist, andere Planeten aus der Luft zu erkunden, und Forscher arbeiten an einer Vielzahl von Flugfahrzeugkonzepten für zukünftige Planetenmissionen. Um unser Wissen über den Mars zwischen Rovern auf der Oberfläche und Orbitern im Weltraum zu ergänzen, haben Forscher der University of Arizona ein experimentelles Segelflugzeug vorgeschlagen, das ohne Motor funktioniert und tagelang durch die Marsluft segeln könnte.

„Sie haben dieses wirklich wichtige, kritische Stück in dieser planetaren Grenzschicht, wie in den ersten paar Kilometern über dem Boden“, sagte Alexandre Kling, ein Forschungswissenschaftler im Mars Climate Modeling Center der NASA, in einer Erklärung . „Hier findet der gesamte Austausch zwischen Oberfläche und Atmosphäre statt. Hier wird der Staub aufgenommen und in die Atmosphäre geleitet, wo Spurengase gemischt werden, wo die Modulation großräumiger Winde durch Bergtalströmungen stattfindet. Und wir haben einfach nicht sehr viele Daten darüber.“

Die Idee ist, diese Lücke mit einem windgetriebenen Segelflugzeug zu füllen, das bei genügend Wind durch die Luft gleiten könnte, und auch eine Technik namens dynamisches Segeln anzuwenden, wenn der vertikale Wind nicht stark genug ist, um es in der Luft zu halten. Ähnlich wie Vögel wie Albatrosse auf extrem langen Reisen aufsteigen können, nutzt die Technik die Art und Weise, wie in höheren Lagen tendenziell stärkere Winde auftreten, sodass ein Fahrzeug weiterfliegen kann, indem es nach Bedarf sowohl die Richtung als auch die Höhe ändert.

Der große Vorteil dieser Methode besteht darin, dass sie nicht auf Sonnenkollektoren angewiesen ist, die staubig werden können (wie bei InSight), oder Atombatterien, die schwer sind (wie sie in Rovern verwendet werden). „Diese anderen Technologien waren alle sehr begrenzt durch Energie“, sagte einer der Forscher, Adrien Bouskela. „Was wir vorschlagen, ist nur die Nutzung der Energie vor Ort. Es ist eine Art Sprung nach vorne bei diesen Methoden zur Verlängerung von Missionen. Denn die Hauptfrage lautet: Wie kann man kostenlos fliegen? Wie können Sie den vorhandenen Wind und die vorhandene thermische Dynamik nutzen, um den Einsatz von Sonnenkollektoren und die Abhängigkeit von Batterien, die wieder aufgeladen werden müssen, zu vermeiden?“

Segelflugzeuge könnten von kleinen Satelliten namens CubeSats abgesetzt oder mit Ballons in die Atmosphäre getragen werden. Das Team hat einen Test des Konzepts auf der Erde mit einem Ballon durchgeführt, und in diesem Sommer planen sie weitere Tests in großen Höhen von 15.000 Fuß über dem Meeresspiegel, wo die Luft dünner ist und eher der Marsatmosphäre entspricht.

Das Konzept wird in einem Artikel in der Zeitschrift Aerospace detailliert beschrieben.