Với bầu khí quyển cực mỏng, việc vận hành một trực thăng trên sao Hỏa là một thách thức, đòi hỏi thông số kỹ thuật cao gấp hàng trăm lần trên Trái đất.
Để hiểu khó khăn khi bay trên sao Hỏa, cần biết bầu khí quyển của nó. Áp suất khí quyển trung bình của Hành tinh Đỏ tại bề mặt là 0.09 psi, bằng 0,06% áp suất ở mực nước biển trên Trái đất. Khí quyển trên bề mặt hành tinh này loãng như không khí ở độ cao 100.000 feet (30.000 m) trên Trái đất. Các trực thăng không bao giờ bay đến độ cao đó. Độ cao kỷ lục mà một trực thăng đã đạt được là 40.000 feet (13.000 m) và trong quá trình đó, động cơ máy bay đã bị cháy và phi công phải hạ cánh sử dụng cơ chế tự quay của cánh quạt.
Các chuyến bay trên sao Hỏa không hề dễ dàng, Phòng thí nghiệm Jet Propulsion Laboratory của NASA muốn có một trực thăng bay trên Hành tinh Đỏ để đẩy nhanh hơn quá trình khám phá nơi này.
NASA ước tính một máy bay nhỏ có thể bay trên không khoảng 90 giây trong khí quyển sao Hỏa nhưng quãng thời gian ngắn ngủi đó thực sự là thách thức lớn của ngành khoa học vật liệu và điện tử hiện đại.
Về cơ bản, để nhận được lực nâng đối với một trực thăng trong không khí loãng là quay cánh quạt cực nhanh. Cánh quạt của trực thăng sao Hỏa có thể quay với tốc độ 2.300 đến 2.800 rpm, tùy thuộc vào mật độ không khí tại điểm cất cánh, nhanh gấp 5-10 lần so với tốc độ cánh quạt của một trực thăng bình thường.
Để quay cánh quạt nhanh như vậy, cần năng lượng. Chiếc trực thăng của NASA sẽ sử dụng 8 động cơ một chiều không chổi than, mỗi động cơ kéo quay 2 cánh quạt đường kính 1,2 m.
Máy bay này sử dụng pin li-ion mà chiếm phần lớn khối lượn của nó và đạt tổng công suất 510 W. Nạp điện cho pin bằng các tấm năng lượng mặt trời. Trực thăng sao Hỏa sẽ không có người lái và không điều khiển từ Trái đất vì tín hiệu radio mất từ 4-24 phút để truyền từ Trái đất đến sao Hỏa. Do đó chiếc máy bay tự hành và tự thích nghi.
Một mô hình tỷ lệ 1/3 của trực thăng sao Hỏa đã được thử nghiệm trong buồng giảm áp mô phỏng lại điều kiện môi trường sao Hỏa để chứng minh khả năng cất cánh của nó. NASA sẽ có kế hoạch đưa trực thăng lên sao Hỏa sau vài năm nữa.
TXL