Ευφυία, το τεχνολογικό πείραμα της NASA, ετοιμάζεται να επιχειρήσει την πρώτη επανδρωμένη πτήση στον Κόκκινο Πλανήτη. Όταν το ρόβερ Επιμονή της NASA θα προσγειωθεί στον Άρη στις 18 Φεβρουαρίου 2021, θα μεταφέρει έναν μικρό αλλά πανίσχυρο επιβάτη: το Αρειανό ελικόπτερο Ingenuity.
Το ελικόπτερο, το οποίο στη Γη ζυγίζει περίπου 1,8 κιλά και έχει άτρακτο στο μέγεθος ενός κουτιού χαρτιού, εμφανίστηκε πριν από έξι χρόνια ως απίθανη προοπτική. Οι μηχανικοί στο Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA στη Νότια Καλιφόρνια γνώριζαν ότι ήταν θεωρητικά δυνατό να πετάξουν στη λεπτή ατμόσφαιρα του Άρη, αλλά κανείς δεν ήταν σίγουρος αν μπορούσαν να κατασκευάσουν ένα όχημα αρκετά ισχυρό για να πετάξει, να επικοινωνήσει και να επιβιώσει αυτόνομα με ακραίους περιορισμούς στη μάζα του. Στη συνέχεια, η ομάδα έπρεπε να αποδείξει κατά τη διάρκεια δοκιμών στη Γη ότι μπορεί να πετάξει στις συνθήκες του Άρη. Επί του παρόντος, η ομάδα ετοιμάζεται να δοκιμάσει τη συσκευή στις πραγματικές συνθήκες του Άρη. Το Ingenuity γνώρισε ισχυρούς κραδασμούς εκτόξευσης στις 30 Ιουλίου 2020, βυθίζοντας στην ατμόσφαιρα του Άρη στο Perseverance.
Η εφευρετικότητα είναι ένα πείραμα πτήσης
Το ελικόπτερο Mars Ingenuity είναι μια λεγόμενη επίδειξη τεχνολογίας – ένα έργο στενά εστιασμένο που σκοπός του είναι να δοκιμάσει νέες δυνατότητες για πρώτη φορά. Προηγούμενες επιδείξεις πρωτοποριακής τεχνολογίας περιελάμβαναν το πρώτο ρόβερ του Άρη, Sojourner, και το Mars Cube One (MarCO) CubeSats που πέταξε πάνω από τον Άρη.
Το ελικόπτερο δεν φέρει επιστημονικά όργανα και δεν αποτελεί μέρος της επιστημονικής αποστολής Perseverance. Ο στόχος του Ingenuity είναι ένας μηχανικός: να επιδείξει την πτήση ενός στροφείου στην εξαιρετικά λεπτή ατμόσφαιρα του Άρη, η πυκνότητα του οποίου είναι μόνο περίπου το 1% της πυκνότητας της ατμόσφαιράς μας στη Γη. Η ομάδα Ingenuity θα πραγματοποιήσει έως και πέντε δοκιμαστικές πτήσεις κατά τη διάρκεια του παραθύρου επίδειξης 30 ημερών του Άρη (31η Γη).
Ο Άρης δεν θα είναι πολύ ευγενικός με την Εφευρετικότητα
Επειδή η ατμόσφαιρα του Άρη είναι τόσο λεπτή, το Ingenuity έχει σχεδιαστεί για να είναι ελαφρύ, με πτερύγια ρότορα που είναι πολύ μεγαλύτερα και περιστρέφονται πολύ πιο γρήγορα από εκείνα που θα απαιτούνταν για ένα ελικόπτερο της μάζας του Ingenuity στη Γη.
Στον Κόκκινο Πλανήτη, η θερμοκρασία τη νύχτα είναι μείον 90 βαθμοί Κελσίου στον κρατήρα Jezero, τον τόπο προσγείωσης του ρόβερ και του ελικοπτέρου. Αυτές οι θερμοκρασίες θα ωθήσουν τα όρια του αρχικού σχεδιασμού των τελικών εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται στο Ingenuity. Δοκιμές στη Γη σε προβλεπόμενες θερμοκρασίες δείχνουν ότι τα μέρη του Ingenuity θα πρέπει να λειτουργούν όπως προβλέπεται, αλλά η ομάδα ανυπομονεί για πραγματικές δοκιμές στον Άρη.
«Ένα από τα πρώτα πράγματα που θα πρέπει να κάνει το Ingenuity όταν φτάσει στον Άρη είναι να επιβιώσει από την πρώτη του νύχτα», δήλωσε ο Tim Canham, διευθυντής επιχειρήσεων του Ingenuity στην JPL.
Η εφευρετικότητα εξαρτάται από την επιμονή
Το Ingenuity κάθεται στο πλάι κάτω από την κοιλιά του ρόβερ Perseverance, με κάλυμμα για να το προστατεύει από τα συντρίμμια που εκτοξεύονται κατά την προσγείωση. Τόσο το ρόβερ όσο και το ελικόπτερο στεγάζονται με ασφάλεια μέσα στην κάψουλα του διαστημικού σκάφους κατά τη διάρκεια του ταξιδιού του 471 εκατομμυρίων χιλιομέτρων στον Άρη. Το σύστημα ισχύος του διαστημικού σκάφους Mars 2020 επαναφορτίζει περιοδικά τις μπαταρίες του Ingenuity καθ' οδόν προς τα εκεί.
Για να φτάσουν στην επιφάνεια του Άρη, η εφευρετικότητα και η επιμονή θα φύγουν μαζί κατά την προσγείωση. Το σύστημα εισόδου, καθόδου και προσγείωσης του rover περιλαμβάνει ένα υπερηχητικό αλεξίπτωτο, νέους «εγκεφάλους» για αυτόνομη αποφυγή κινδύνου και εξαρτήματα για έναν ελιγμένο γερανό που θα κατεβάσει το rover στην επιφάνεια. Μόνο το 50% περίπου των προσπαθειών οποιασδήποτε διαστημικής υπηρεσίας να προσγειωθεί στον Άρη ήταν επιτυχείς.
Μόλις βρεθεί μια κατάλληλη τοποθεσία για το ελικόπτερο, το Mars Helicopter Delivery System θα ρίξει το πεδίο προσγείωσης, θα επιστρέψει το ελικόπτερο σε θέση κάτω και θα κατεβάσει απαλά το Ingenuity στην επιφάνεια. Κατά τη διάρκεια ολόκληρης της εκστρατείας θέσης σε λειτουργία και των δοκιμών πτήσης του ελικοπτέρου, το rover θα διατηρεί επικοινωνία με τη Γη.
Η εφευρετικότητα είναι πολύ έξυπνη για ένα μικρό ρομπότ
Οι καθυστερήσεις αποτελούν αναπόσπαστο μέρος της επικοινωνίας με διαστημόπλοια σε διαπλανητικές αποστάσεις, πράγμα που σημαίνει ότι οι ελεγκτές πτήσης Ingenuity στο JPL δεν θα μπορούν να ελέγχουν το ελικόπτερο με ένα joystick. Στην πραγματικότητα, δεν θα μπορούν να δουν τα μηχανολογικά δεδομένα ή τις εικόνες της πτήσης καθώς εξελίσσεται.
Με αυτόν τον τρόπο, το Ingenuity θα πάρει τις δικές του αποφάσεις με βάση τις παραμέτρους που ορίζουν οι μηχανικοί του στη Γη. Για παράδειγμα, το ελικόπτερο έχει ένα είδος προγραμματιζόμενου θερμοστάτη που θα το κρατήσει ζεστό στον Άρη. Κατά τη διάρκεια της πτήσης, το Ingenuity θα αναλύσει δεδομένα αισθητήρων και εικόνες εδάφους για να διασφαλίσει ότι παραμένει στη διαδρομή πτήσης που καθορίζουν οι μηχανικοί του έργου.
Η ομάδα Ingenuity προχωρά προς την επιτυχία ένα βήμα τη φορά
Δεδομένης της πειραματικής φύσης του Ingenuity, η ομάδα έχει μια μακρά λίστα με ορόσημα που πρέπει να συναντήσει το ελικόπτερο πριν μπορέσει να απογειωθεί και να προσγειωθεί την άνοιξη του 2021. Η ομάδα τους όρισε ως εξής:
- Επιβιώστε στην κρουαζιέρα στον Άρη και κάντε μια επιτυχημένη προσγείωση
- Ασφαλής επιφάνεια από κάτω από την επιμονή
- Αυτόνομη θέρμανση σε πολύ κρύες αρειανές νύχτες
- Ανεξάρτητη φόρτιση από το ηλιακό πάνελ στους ρότορες
- Επιτυχής επικοινωνία με το ελικόπτερο και πίσω μέσω ενός υποσυστήματος που είναι γνωστός ως σταθμός βάσης ελικοπτέρων Mars
Εάν οι πρώτες πειραματικές δοκιμές πτήσης σε άλλο πλανήτη είναι επιτυχείς, η ομάδα Ingenuity θα πραγματοποιήσει αρκετές ακόμη δοκιμαστικές πτήσεις.
Η επιτυχημένη δουλειά του Ingenuity θα αλλάξει το μέλλον της εξερεύνησης του Άρη
Το Ingenuity έχει σχεδιαστεί για να επιδεικνύει τις τεχνολογίες και τις μοναδικές λειτουργίες που απαιτούνται για να πετάξει κανείς στην ατμόσφαιρα του Άρη. Εάν είναι επιτυχείς, αυτές οι τεχνολογίες και η εμπειρία της πτήσης ενός ελικοπτέρου σε άλλο πλανήτη θα μπορούσαν να οδηγήσουν στη δημιουργία άλλων προηγμένων ρομποτικών αεροσκαφών που θα μπορούσαν να γίνουν μέρος μελλοντικών ρομποτικών και ανθρώπινων αποστολών στον Άρη.
Οι πιθανές χρήσεις ενός μελλοντικού ελικοπτέρου στον Άρη περιλαμβάνουν την παροχή ενός μοναδικού πλεονεκτήματος που δεν παρέχεται από τα τρέχοντα τροχιακά, ρόβερ και προσγειωμένους στη Γη. απεικόνιση υψηλής ευκρίνειας και νοημοσύνη για ρομπότ ή ανθρώπους. και πρόσβαση σε δύσκολα εδάφη για οχήματα παντός εδάφους. Το ελικόπτερο του μέλλοντος θα μπορούσε ακόμη και να βοηθήσει στη μεταφορά ελαφρών αλλά ζωτικής σημασίας ωφέλιμων φορτίων από το ένα μέρος στο άλλο.
Διαβάστε επίσης:
- Το νέο Rover DuAxle μπορεί να πάει εκεί που άλλοι δεν έχουν ονειρευτεί ποτέ
- Το Curiosity Rover της NASA γιορτάζει τις 3000 ημέρες στον Άρη