изобретателност, технологичен експеримент на НАСА, се готви да направи опит за първия пилотиран полет до Червената планета. Когато марсоходът Настойчивост на НАСА ще кацне на Марс на 18 февруари 2021 г., ще носи малък, но мощен пътник: марсианският хеликоптер Ingenuity.
Хеликоптерът, който на Земята тежи около 1,8 кг и има фюзелаж с размерите на кутия с тъкани, се появи преди шест години като малко вероятна перспектива. Инженерите от Лабораторията за реактивни двигатели на НАСА в Южна Калифорния знаеха, че теоретично е възможно да се лети в тънката атмосфера на Марс, но никой не беше сигурен дали могат да построят достатъчно мощно превозно средство, за да лети, да комуникира и да оцелее автономно с екстремни ограничения на масата си. Тогава екипът трябваше да докаже по време на тестове на Земята, че може да лети в условията на Марс. В момента екипът се подготвя да тества устройството в реалните условия на Марс. Ingenuity изпита силни вибрации при изстрелване на 30 юли 2020 г., потапяйки се в марсианската атмосфера на борда на Perseverance.
Ingenuity е полетен експеримент
Хеликоптерът Mars Ingenuity е така наречената технологична демонстрация – тясно фокусиран проект, чиято цел е да се тестват за първи път нови възможности. Предишни демонстрации на новаторска технология включваха първия марсоход Sojourner и Mars Cube One (MarCO) CubeSats, които летяха над Марс.
Хеликоптерът не носи научни инструменти и не е част от научната мисия Perseverance. Целта на Ingenuity е инженерна: да демонстрира полета на роторкрафт в изключително тънката атмосфера на Марс, чиято плътност е само около 1% от плътността на нашата атмосфера на Земята. Екипът на Ingenuity ще проведе до пет тестови полета по време на демонстрационния прозорец от 30 марсиански (31 земни) дни.
Марс няма да бъде много благосклонен към Ingenuity
Тъй като марсианската атмосфера е толкова тънка, Ingenuity е проектиран да бъде лек, с роторни перки, които са много по-големи и се въртят много по-бързо от тези, които биха били необходими за хеликоптер с масата на Ingenuity на Земята.
На Червената планета температурата през нощта е минус 90 градуса по Целзий в кратера Jezero, мястото на кацане на марсохода и хеликоптера. Тези температури ще разширят границите на оригиналния дизайн на завършените части, използвани в Ingenuity. Тестовете на Земята при прогнозирани температури показват, че частите на Ingenuity трябва да работят по предназначение, но екипът очаква с нетърпение реални тестове на Марс.
„Едно от първите неща, които Ingenuity ще трябва да направи, когато стигне до Марс, е просто да оцелее през първата си нощ“, каза Тим Канхам, оперативен мениджър на Ingenuity в JPL.
Изобретателността зависи от постоянството
Ingenuity седи отстрани под корема на марсохода Perseverance, с капак, за да го предпази от отломки, изхвърлени по време на кацане. И марсоходът, и хеликоптерът са безопасно настанени в капсулата на космическия кораб по време на пътуването му до Марс от 471 милиона километра. Енергийната система на космическия кораб Mars 2020 периодично презарежда батериите на Ingenuity по пътя дотам.
За да достигнат повърхността на Марс, Ingenuity и Perseverance ще тръгнат заедно при кацане. Системата за влизане, спускане и кацане на марсохода включва свръхзвуков парашут, нови "мозъци" за автономно избягване на опасности и компоненти за маневрен кран, който ще спусне марсохода на повърхността. Само около 50% от опитите на всяка космическа агенция да кацне на Марс са били успешни.
След като бъде намерено подходящо място за хеликоптера, Mars Helicopter Delivery System ще пусне площадката за кацане, ще върне хеликоптера в долна позиция и леко ще спусне Ingenuity на повърхността. По време на цялата кампания по въвеждане в експлоатация и полетните изпитания на хеликоптера марсоходът ще поддържа връзка със Земята.
Изобретателността е много умна за малък робот
Закъсненията са неразделна част от комуникацията с космически кораби на междупланетни разстояния, което означава, че полетните контролери на Ingenuity в JPL няма да могат да управляват хеликоптера с джойстик. Всъщност те няма да могат да видят инженерните данни или изображения на полета, докато той напредва.
По този начин Ingenuity ще взема собствени решения въз основа на параметрите, зададени от инженерите на Земята. Например, хеликоптерът има нещо като програмируем термостат, който ще го поддържа топъл на Марс. По време на полет Ingenuity ще анализира данни от сензори и изображения на терена, за да гарантира, че остава на траекторията на полета, определена от инженерите на проекта.
Екипът на Ingenuity върви към успеха стъпка по стъпка
Предвид експерименталния характер на Ingenuity, екипът има дълъг списък от етапи, които хеликоптерът трябва да изпълни, преди да може да излети и кацне през пролетта на 2021 г. Екипът ги определи, както следва:
- Преживейте круиза до Марс и направете успешно кацане
- Изплувайте безопасно изпод Perseverance
- Автономно отопление в много студени марсиански нощи
- Независимо зареждане от соларния панел на роторите
- Успешна комуникация с хеликоптера и обратно чрез подсистема, известна като базовата станция на хеликоптера на Марс
Ако първите експериментални полети на друга планета са успешни, екипът на Ingenuity ще направи още няколко тестови полета.
Успешната работа на Ingenuity ще промени бъдещето на изследването на Марс
Ingenuity е предназначен да демонстрира технологиите и уникалните операции, необходими за полет в марсианската атмосфера. Ако успеят, тези технологии и опитът от летене на хеликоптер на друга планета могат да доведат до създаването на други усъвършенствани роботизирани самолети, които биха могли да станат част от бъдещи роботизирани и човешки мисии до Марс.
Възможните употреби на бъдещ хеликоптер на Марс включват осигуряване на уникална гледна точка, която не се предоставя от настоящите орбитални апарати, роувъри и спускаеми апарати на Земята; изображения с висока разделителна способност и интелигентност за роботи или хора; и достъп до терен, труден за превозни средства с висока проходимост. Хеликоптерът на бъдещето може дори да помогне за транспортиране на леки, но жизненоважни полезни товари от едно място на друго.
Прочетете също:
- Новият марсоход DuAxle може да отиде там, където другите никога не са мечтали
- Curiosity Rover на НАСА празнува 3000 дни на Марс