Вертоліт Ingenuity мав успіх. Він зробив декілька польотів на Марс з моменту його розгортання з марсоходом Perseverance в лютому 2021 року і виконав свою головну місію: показати, що політ в тонкій курній атмосфері Червоної планети дійсно можливий. Наступним логічним кроком було б відправити важчий і ефективний літак, який міг би нести більше датчиків і швидше обстежити поверхню планети. Але чи можливо це? Чи зможемо ми полетіти на Марсі на літаку?
Відповідь проста: так, і такий проект пропонувався багато разів з 1950-х років. Хоча марсіанська атмосфера всього на 1% щільніше Землі, гравітація планети майже в три рази слабкіша, що частково нівелює недоліки.
Атмосфера Марса також майже повністю складається з вуглекислого газу, який не може горіти. Так що реактивні двигуни – це не варіант. Але гвинти і ракети працюють нормально. Площа крила марсіанського літака повинна бути значно більше, ніж зазвичай на Землі, але в принципі немає нічого, що могло б заборонити політ важчий за повітря, будь він з двигуном або без нього.
Відомо, що в найпершій ідеї місії на Марс, розробленої німецько-американським інженером Вернером фон Брауном (батьком як нацистської ракети Фау-2, так і програми «Аполлон»), пропонувалося використовувати величезні планери як посадочних пристроїв. Тоді щільність атмосфери планети була невідома, тому пропозиція була не дуже реалістичною.
Проте, протягом 60-х і 70-х років НАСА серйозно розглядало можливість використання планерних посадочних пристроїв для своїх перших місій на Марс, але їх так і не відбулося, було занадто багато невідомого.
Однак один проект пішов далі. В кінці 70-х років, коли щільність атмосфери планети була добре відома, розроблявся проект щодо її подальшого вивчення за допомогою гвинтового літака. Для цього НАСА буде використовувати модифіковану версію перевіреного безпілотника Mini-Sniffer. Літак міг працювати без кисню і був розрахований на політ на великій висоті в умовах, в чомусь схожих з марсіанськими. Були проведені різні тести, але врешті-решт від цієї ідеї відмовилися.
Через кілька десятиліть він знову сплив на поверхню. З 90-х років НАСА та інші космічні агентства планували десятки різних місій на Марс, багато з яких стосувалися або планерів, або літаків з двигунами.
Їх переваги перед звичайними посадочними модулями або марсоходами численні: повітряна платформа могла б вивчати атмосферу планети на різних висотах, а також покривати великі площі, досліджуючи і фотографуючи поверхню набагато більш детально, ніж будь-який супутник.
Такою була мета дюжини пропозицій, і деякі з них – наприклад, Prandtl-M і Sky-Sailor – навіть досягли стадії прототипу.
Однак далі цього ніхто з них не пішов. Для цього було багато причин, головна з яких – обмеження марсіанського бюджету. Літаки, і особливо планери, матимуть надзвичайно короткий термін служби в порівнянні, скажімо, з марсоходами, але їх розробка та розгортання коштуватимуть майже стільки ж або навіть більше.
Якщо не було способу заправити або перезарядити такий літак, ідея просто не була б достатньо ефективною. Sky-Sailor намагався вирішити цю проблему, використовуючи сонячні батареї в своїх крилах, але їх ефективність була б невеликою, оскільки Марс набагато далі від Сонця, ніж Земля.
Зарядити такий літак, зістикувавши його з посадковим модулем або марсоходом, було б трохи простіше. Це була одна з початкових ідей для проекту Mars 2020 року – та, яка привела до Perseverance і Ingenuity.
Один з його ранніх варіантів був невеликий безпілотник з вертикальним зльотом і посадкою (VTOL). Розроблений Дослідницьким центром Ленглі і отримав назву Mars Flyer, двокілограмовий літак повинен був злітати вертикально, але переходити в горизонтальний політ для покриття великих відстаней, а це означало, що це буде вертоліт і літак одночасно. Однак у нього не буде власних сонячних панелей, і він буде заряджатися від стикування з марсоходом.
Це обмежить дальність польоту і зробить літак в цілому менш надійним. Зрештою, на його місце був обраний вертоліт Ingenuity – більш простий і надійний проект, але Mars Flyer все ще залишається можливим для майбутніх місій.
Концепція, яка отримала найбільший розвиток і найбільшу увагу, це, безсумнівно, повітряне дослідження навколишнього середовища регіонального масштабу (ARES). Задуманий на початку 2000-х, він планувався до запуску на початку 2010-х, але став жертвою одного з найбільших урізувань бюджету в історії НАСА.
Ракетоплан з розмахом крил 6,25 метра (20,5 футів) мав би висувні крила і міг би бути випущений прямо з орбіти з парашутом. Крім вивчення атмосфери, він провів би точні вимірювання марсіанського магнітного поля і пролетів би близько години, перш ніж закінчилося б паливо і врізався в поверхню.
Оскільки етап проектування ще не був завершений, розглядалася можливість використання пропелерної силової установки замість ракетного двигуна, але реалізувати її було б складніше. Швидкість звалювання будь-якого марсіанського літака була б надзвичайно високою, і навіть транспортному засобу з великою площею крила і малим лобовим опором довелося б летіти дуже і дуже швидко.
Команда ARES, схоже, вирішила проблему марсіанської аеродинаміки, але це не допомогло їм просунути проект через процес відбору.
Так що він донині стоїть на полиці. Чи є ще ймовірність того, що ARES полетить? Це сумнівно. Проте, наступна велика місія НАСА на Марс все ще не запланована.
Досить імовірно, що він буде включати в себе якийсь розвідувальний дрон для супроводу марсохода, може бути, чистий вертоліт, такий як Ingenuity, або, може бути, більш ефективний, схожий на вже майже розроблений Flier. Якщо НАСА вибере останнє, через два-чотири роки на Марсі може полетіти невеликий напів-літак.
Більший літак, схожий на ARES, мав би вирушити на Марс окремо і бути частиною окремої місії. Можливість проведення такої місії залежить як від бюджету НАСА, так і від передбачуваної необхідності вивчення планети з повітря.
Але з ростом інтересу до Червоної планети така можливість здається все більше і більше. Дата ще не встановлена, але у нас вже є технологія і історія успіху в формі винахідливості. Наступний крок, здається, тільки питання часу.