Na Ziemi drony, czyli bezzałogowe statki powietrzne, robią zawrotną karierę w przeróżnych dziedzinach życia. Służą w wojsku, są stosowane do dostarczania paczek, używa się ich do monitorowania obiektów, w rolnictwie, a także do zabawy. Nic dziwnego, że ludzie w końcu wpadli na to, by eksploatować je również w zastosowaniach pozaziemskich.
Jeden z bardziej znanych kosmicznych dronów jest wykorzystywany od 2010 roku przez Siły Powietrzne USA. Wyprodukowany przez firmę Boeing samolot X-37B przypomina wyglądem dawne amerykańskie wahadłowce, ale jest o wiele mniejszy. Ma około 9 m długości i 3 m wysokości. Zawiera luk załadunkowy o powierzchni circa 2 x 1 m. Jego ładunek podczas każdej misji jest ściśle tajny, ale skoro jest to wehikuł wojskowy, raczej nie są to baloniki i lizaki. Może być to uzbrojenie do testowania na orbicie, aparatura do uzupełniania paliwa w satelitach lub, jak sugerował w swoim czasie serial „West Wing”, przestrzeń do awaryjnej ewakuacji z orbity jednego astronauty.
X-37B jest wynoszony na orbitę na szczycie rakiety nośnej. We wrześniu zeszłego roku po raz pierwszy był nią Falcon 9 firmy SpaceX. Na orbicie manewruje własnym silnikiem rakietowym, a kończy misję lotem ślizgowym na lotnisku na Ziemi. Dzięki ładowaniu baterii ogniwami słonecznymi jest w stanie funkcjonować bardzo długo. Z ukończonych czterech misji najdłuższa trwała prawie dwa lata. W planach jest dwukrotnie większa wersja X-37C.
Inny dron funkcjonuje od 2017 roku na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Przypominająca drony mapujące korytarze jaskini z filmu „Prometheus” japońska kulka zwana Int-Ball, skrót od Internal Ball Camera, wygląda jak Pokémon. Jest wielkości grejpfruta, ma świecące oczy i swobodnie fruwa sobie w środowisku z mikrograwitacją. Kamerka o rozdzielczości full HD umieszczona między oczami przekazuje na bieżąco obraz do naziemnego centrum JAXA. Stamtąd też dron jest sterowany. Kiedy Int-Ball aktualnie filmuje, jego oczy świecą na niebiesko, a kiedy występuje jakiś problem lub nastąpiła utrata kontroli, na czerwono.
Robocik potrafi autonomicznie poruszać się w trójwymiarowej przestrzeni za pomocą dwunastu elektrycznych śmigiełek. W odróżnieniu od ziemskich dronów nie widać w nim napędowych śmigieł. Są ukryte pod obudową. W tych miejscach jest ona perforowana, ponieważ dron nie musi pokonywać siły ciążenia. Bateria litowo-polimerowa wystarcza na mniej więcej dwie godziny pracy. Potem trzeba ją doładować, wykorzystując standardowe gniazdo USB. W przypadku tej konstrukcji prace projektowe nad następną wersją dążą do dalszej miniaturyzacji.
Prawdopodobnie w ciągu dwóch lat pierwszy latający dron pojawi się na Marsie. NASA planuje w 2020 roku wysłać urządzenie zwane Mars Helicopter Scout. Będzie ono pełniło rolę zwiadowcy dla marsjańskiego łazika, udostępniając wysokiej rozdzielczości zdjęcia terenu z pułapu do 300–400 m. W dotychczasowych misjach trasa łazika wyznaczana była w oparciu o ograniczone pole widzenia kamery samego łazika oraz ograniczonej rozdzielczości zdjęcia z orbity. Lepsze rozpoznanie drogi ma pozwolić na przyspieszenie obecnie ślimaczego tempa poruszania się łazików, a także uniknięcie uszkodzeń ich kół.
Pomysł świetny. Spore wyzwanie stanowi jednak rzadka atmosfera Marsa o gęstości mniejszej niż 1 procent tej na Ziemi. MHS musi być mały, lekki i mieć dużą powierzchnię śmigieł. Projekt przewiduje upakowanie całej elektroniki w kostce o boku 14 cm. Do tego dwa przeciwstawnie obracające się śmigła o średnicy 110 cm. Całość ma ważyć mniej niż 2 kg. Zwiadowca będzie wyposażony w baterię ładowaną przez ogniwa słoneczne. Ponieważ Mars jest dalej od Słońca niż Ziemia, ładowanie będzie mniej efektywne i potrwa dłużej. Zakładany cykl pracy MHS to do 3 minut lotu dziennie i zasięg do 0,6 km.
Na etapie koncepcji występują również kosmiczne drony przeznaczone do badania obszarów, gdzie nie ma atmosfery, choćby Księżyca lub planetoid. Bez środowiska gazowego śmigła nie wytworzą siły nośnej niezbędnej do latania, więc są potrzebne inne rozwiązania. Jedną z propozycji NASA stanowią tak zwane Extreme Access Flyers: drony, które dotrą w najbardziej niedostępne miejsca w najtrudniejszym środowisku. Zamiast śmigieł projekt przewiduje dysze. Paliwem wehikułów EAF byłby sprężony gaz zgromadzony w zbiornikach pozwalający na czas lotu zależny od lokalnej siły ciążenia, kilkuminutowy na Księżycu, nawet kilkugodzinny na planetoidach. W wariancie idealnym gaz napędowy do uzupełnienia zbiorników powinno wytwarzać się z miejscowych materiałów.
Artykuł ukazał się w Pixelu #39, którego nakład został już wyczerpany. Zapraszamy jednak do sklepu Pixela po inne wydania drukowanego magazynu oraz po wersje cyfrowe Pixela.