Vynalézavost, technologický experiment NASA, se připravuje na pokus o první pilotovaný let na Rudou planetu. Když rover Vytrvalost NASA přistane na Marsu 18. února 2021, ponese malého, ale mocného pasažéra: marťanský vrtulník Ingenuity.
Vrtulník, který na Zemi váží asi 1,8 kg a má trup velikosti krabice na tkáně, se před šesti lety objevil jako nepravděpodobná vyhlídka. Inženýři z Jet Propulsion Laboratory NASA v jižní Kalifornii věděli, že je teoreticky možné létat v řídké atmosféře Marsu, ale nikdo si nebyl jistý, zda dokážou postavit vozidlo dostatečně výkonné, aby létalo, komunikovalo a přežilo autonomně s extrémními omezeními jeho hmotnosti. Pak musel tým při testech na Zemi prokázat, že dokáže létat v podmínkách Marsu. V současné době se tým připravuje na testování zařízení v reálných podmínkách Marsu. Ingenuity zažila 30. července 2020 silné vibrace při startu a ponořila se do marťanské atmosféry na palubě Perseverance.
Vynalézavost je letecký experiment
Vrtulník Mars Ingenuity je tzv. technologická demonstrace – úzce zaměřený projekt, jehož smyslem je poprvé otestovat nové možnosti. Předchozí ukázky průlomové technologie zahrnovaly první Mars rover Sojourner a Mars Cube One (MarCO) CubeSats, které létaly nad Marsem.
Vrtulník nenese vědecké přístroje a není součástí vědecké mise Perseverance. Cíl Ingenuity je inženýrský: předvést let rotorového letadla v extrémně tenké atmosféře Marsu, jejíž hustota je jen asi 1 % hustoty naší atmosféry na Zemi. Tým Ingenuity provede až pět zkušebních letů během předváděcího okna 30 marťanských (31 pozemských) dnů.
Mars nebude k Ingenuity příliš laskavý
Protože je marťanská atmosféra tak řídká, je Ingenuity navržena jako lehká s lopatkami rotoru, které jsou mnohem větší a rotují mnohem rychleji než ty, které by potřebovala helikoptéra o hmotnosti Ingenuity na Zemi.
Na Rudé planetě je teplota v noci minus 90 stupňů Celsia v kráteru Jezero, místě přistání roveru a vrtulníku. Tyto teploty posunou hranice původního designu hotových dílů používaných v Ingenuity. Testy na Zemi při předpokládaných teplotách ukazují, že části Ingenuity by měly fungovat podle plánu, ale tým se těší na skutečné testy na Marsu.
„Jednou z prvních věcí, které Ingenuity bude muset udělat, když se dostane na Mars, je prostě přežít svou první noc,“ řekl Tim Canham, provozní manažer Ingenuity v JPL.
Vynalézavost závisí na vytrvalosti
Ingenuity sedí na boku pod břichem vozítka Perseverance s krytem, který ho chrání před úlomky vymrštěnými během přistání. Rover i vrtulník jsou bezpečně umístěny uvnitř pouzdra kosmické lodi během její 471 milionů kilometrů dlouhé cesty na Mars. Energetický systém kosmické lodi Mars 2020 pravidelně dobíjí baterie Ingenuity na cestě tam.
Aby dosáhly povrchu Marsu, Ingenuity a Perseverance odejdou společně při přistání. Vstupní, sestupový a přistávací systém roveru zahrnuje nadzvukový padák, nové „mozky“ pro autonomní vyhýbání se nebezpečí a komponenty pro ovladatelný jeřáb, který spustí rover na povrch. Pouze asi 50 % pokusů jakékoli vesmírné agentury o přistání na Marsu bylo úspěšných.
Jakmile je nalezeno vhodné místo pro vrtulník, Mars Helicopter Delivery System spustí přistávací plochu, vrátí vrtulník do spodní polohy a jemně spustí Ingenuity na povrch. Během celé kampaně za uvedení do provozu a letových zkoušek vrtulníku bude rover udržovat komunikaci se Zemí.
Vynalézavost je na malého robota velmi chytrá
Nedílnou součástí komunikace s kosmickou lodí na meziplanetární vzdálenosti jsou zpoždění, což znamená, že letoví kontroloři Ingenuity v JPL nebudou moci ovládat vrtulník pomocí joysticku. Ve skutečnosti nebudou moci prohlížet technická data nebo snímky průběhu letu.
Tímto způsobem bude Ingenuity činit vlastní rozhodnutí na základě parametrů nastavených svými inženýry na Zemi. Vrtulník má například jakýsi programovatelný termostat, který ho na Marsu udrží v teple. Během letu bude Ingenuity analyzovat data ze senzorů a snímky terénu, aby bylo zajištěno, že zůstane na dráze letu definované inženýry projektu.
Tým Ingenuity postupuje k úspěchu krok za krokem
Vzhledem k experimentální povaze Ingenuity má tým dlouhý seznam milníků, které musí vrtulník splnit, než bude moci na jaře 2021 vzlétnout a přistát. Tým je definoval takto:
- Přežijte plavbu na Mars a úspěšně přistaňte
- Bezpečně se vynořit zpod Perseverance
- Autonomní vytápění ve velmi chladných marťanských nocích
- Nezávislé nabíjení ze solárního panelu na rotorech
- Úspěšná komunikace s vrtulníkem a zpět prostřednictvím subsystému známého jako Mars Helicopter Base Station
Pokud budou první experimentální letové testy na jiné planetě úspěšné, tým Ingenuity uskuteční několik dalších zkušebních letů.
Úspěšná práce Ingenuity změní budoucnost průzkumu Marsu
Ingenuity je navržen tak, aby demonstroval technologie a jedinečné operace potřebné k letu v marťanské atmosféře. V případě úspěchu by tyto technologie a zkušenost s létáním s vrtulníkem na jiné planetě mohly vést k vytvoření dalších pokročilých robotických letadel, která by se mohla stát součástí budoucích robotických a lidských misí na Mars.
Mezi možná využití budoucího vrtulníku na Marsu patří poskytnutí jedinečného výhodného bodu, který neposkytují současné orbitery, rovery a landery na Zemi; zobrazování a inteligence ve vysokém rozlišení pro roboty nebo lidi; a přístup do terénu obtížný pro terénní vozidla. Vrtulník budoucnosti by dokonce mohl pomoci přepravovat lehký, ale životně důležitý náklad z jednoho místa na druhé.
Přečtěte si také:
- Nový rover DuAxle se může vydat tam, kde se ostatním ani nesnilo
- Curiosity Rover od NASA slaví 3000 dní na Marsu