Dragonfly - мультикоптер для Титана

[Foma]

APL приступила к наземной отработке зонда-квадрокоптера Dragonfly для исследования Титана.



Напомним, Dragonfly представляет собой аппарат массой ~450 кг и длиной ~4 м, с четырьмя спаренными винтами диаметром 1.35 м. Он должен работать, а главное - летать, в совершенно экзотических условиях: при температуре 95 К и давлении 1.45 атм. За счет малой силы тяжести (g=1.35 м/с², в 7 раз меньше земной) и высокой плотности атмосферы (5.3 кг/м³, в 4.3 раза больше земной) мощность, необходимая для полета и висения на Титане, P=(mg)^1.5/(2ρA)^0.5, оказывается в 40 раз меньше, чем у земных аналогов. Создатели Dragonfly надеются обойтись одним MMRTG, который выдает 70 Вт электрических, и за титанианскую ночь (8 земных дней) сможет зарядить батарею на 1-2 часа полета с пиковым расходом до 2 кВт.
Но это в теории, а пока после успешной защиты эскизного проекта в марте 2023 г в APL и смежных организациях развернулись практические работы по созданию этого уникального аппарата. Был сделан небольшой коптер-демонстратор для тестирования автономного полета. Параллельно в APL создана монструозная камера, в которой будут воспроизведены фактические температура и давление атмосферы Титана. Судя по ее размерам, она предназначена не просто для отработки конструкции аппарата, но и для полетов тоже.







Наконец в октябре прошли испытания масштабной модели с работающими винтами в дозвуковой аэродинамической трубе TDT, см также видео. Низкая температура Титана дает низкую вязкость и в сочетании с высокой плотностью атмосферы обуславливает высокие числа Рейнольдса. Чтобы хоть как-то их воспроизвести, при продувке использовался тяжелый газ R-134a, тетрафторэтан, в 3.5 раза плотнее воздуха.

Но есть и грустные новости. При всем размахе работ NASA до сих пор не утвердила ни схемы полета, ни ракеты для запуска, ни - главное - итогового финансирования проекта. В бюджете на 2024 год планируется 20% сокращение расходов на Dragonfly, если оно будет утверждено, старт к Титану неизбежно уедет вправо.

[Маска]

Модель (50%) Dragonfly в небе.

https://www.youtube.com/watch?v=7J-G8YMm3Vg&

[Olweg]

NASA одобрило постройку октокоптера для Титана. Он прибудет к спутнику Сатурна в 2034 году
https://nplus1.ru/news/2024/04/18/dragonfly-go

NASA одобрило реализацию проекта октокоптера Dragonfly для исследований спутника Сатурна Титана, что позволяет завершить фазу проектирования и перейти к созданию всех систем и сборке аппарата. Разработкой аппарата занимается ряд американских институтов и компаний совместно с CNES, DLR и JAXA. Общий одобренный бюджет проекта составляет теперь 3,35 миллиарда долларов, что в два раза больше, чем планировалось изначально, а текущая задержка по срокам составляет уже более чем два года.

Восьмироторный дрон создается в рамках программы NASA «Новые рубежи», ожидается, что аппарат будет запущен в космос в июле 2028 года, а прибудет на Титан в 2034 году. Энергию он будет получать от термоэлектрического генератора. Дрон займется изучением состава дюн, ударных кратеров и русел рек, поищет пребиотические молекулы и водяной лед, картографирует поверхность Титана, изучит параметры атмосферы и ее химический состав.

[Shandrik]

Ура!
А орбитер вокруг Титана в миссии предусмотрен?

[Olweg]

Судя по всему, нет (

[Trend]

А орбитер вокруг Титана в миссии предусмотрен?

Это бы значительно утяжелило, усложнило миссию и понизило вероятность успеха. Титан тем и удобен, что благодяря толстой атмосфере на него легко совершать посадку с межпланетной скорости без лишнего топлива.

Надеюсь, что сроки не сдвинутся. По-моему это самая интересная миссия из всех бывших и проектируемых.

[Shandrik]

Ну тогда это значительно утяжелит Стрекозу. Стримы полётов тяжеловато будет нам транслировать.

[Degen1103]

Энергию он будет получать от термоэлектрического генератора

Подробности известны???

[Olweg]

Пишут, что планируют использовать тот же MMRTG, что и на Curiosity и на Perseverance:
https://en.wikipedia.org/wiki/Multi-mission_radioisotope_thermoelectric_generator

[LeMay]

Ну тогда это значительно утяжелит Стрекозу. Стримы полётов тяжеловато будет нам транслировать.

  Совершенно не утяжеляет, поскольку никаких "стримов" (передач в прямом эфире) из окрестностей Сатурна никто в здравом уме не планирует.  Полетает час-два один раз в течении дня на Титане (8 земных суток), потом неспешно передаёт собранные данные и ночью (тоже 8 земных суток) заряжает батареи от MMRTG.

Подробности известны???

  Подробности в верхнем сообщении на этой же странице. Обычный MMRTG, как на марсоходе Perseverance.

[Aarghh]

Офигеть, 28-й год  А там и ещё дальше съедет.

[Musca Borealis]

А орбитер вокруг Титана в миссии предусмотрен?

Судя по всему, нет (

Не, без орбитера к Титану нельзя, нужны глобальные исследования, а эта миссия может сильно отодвинуть полноценную

[Goodricke]

Инженеры уже изготовили и испытали модель Dragonfly в аэродинамической трубе, имитирующей условия атмосферы Титана. Собранные данные помогли понять, каким нагрузкам подвергнутся дрон, его роторная система и лопасти.

Dragonfly представляет собой роторный аппарат, который будет совершать 20-минутные перелеты над поверхностью Титана, преодолевая за раз несколько километров. Для навигации он будет использовать усовершенствованную систему ориентации по рельефу местности. Питание будет обеспечиваться радиоизотопным термоэлектрическим генератором (РИТЭГ).

Основной целью миссии является поиск химических элементов, необходимых для жизни. Особый интерес представляют ударные кратеры, где вода могла существовать в жидком состоянии в течение тысяч лет после столкновений с метеоритами. Спуск аппарата на поверхность Титана займет около 90 минут из-за плотной атмосферы спутника, что значительно дольше, чем 7-минутный спуск марсоходов.

https://www.ixbt.com/live/science/missiya-nasa-dragonfly-k-titanu-preodolela-pervonachalnye-trudnosti-i-gotovitsya-k-zapusku-v-2028-godu.html
https://arstechnica.com/space/2025/09/after-early-struggles-nasas-ambitious-mission-to-titan-is-on-track-for-launch/