Izgudrojums, NASA tehnoloģiju eksperiments, gatavojas izmēģināt pirmo pilotējamo lidojumu uz Sarkano planētu. Kad roveris NASA neatlaidība nolaidīsies uz Marsa 18. gada 2021. februārī, tas vedīs mazu, bet varenu pasažieri: Marsa helikopters Ingenuity.
Helikopters, kas uz Zemes sver aptuveni 1,8 kg un kura fizelāža ir audu kastes lielumā, pirms sešiem gadiem parādījās kā maz ticama perspektīva. NASA Reaktīvo dzinēju laboratorijas Dienvidkalifornijā inženieri zināja, ka teorētiski ir iespējams lidot Marsa plānā atmosfērā, taču neviens nebija pārliecināts, vai viņi spēs uzbūvēt pietiekami jaudīgu transportlīdzekli, lai lidotu, sazinātos un izdzīvotu autonomi ar ārkārtējiem tā masas ierobežojumiem. Tad komandai testos uz Zemes bija jāpierāda, ka tā spēj lidot Marsa apstākļos. Šobrīd komanda gatavojas ierīces testēšanai reālos Marsa apstākļos. Ingenuity piedzīvoja spēcīgas palaišanas vibrācijas 30. gada 2020. jūlijā, iegrimstot Marsa atmosfērā uz klāja Perseverance.
Atjautība ir lidojuma eksperiments
Helikopters Mars Ingenuity ir tā sauktā tehnoloģiju demonstrācija – šauri fokusēts projekts, kura mērķis ir pirmo reizi izmēģināt jaunas iespējas. Iepriekšējās revolucionāro tehnoloģiju demonstrācijas ietvēra pirmo Marsa roveri Sojourner un Mars Cube One (MarCO) CubeSats, kas lidoja virs Marsa.
Helikopterā nav zinātnisku instrumentu, un tas nav neatlaidības zinātnes misijas daļa. Atjautības mērķis ir inženiertehnisks: demonstrēt rotora kuģa lidojumu ārkārtīgi plānā Marsa atmosfērā, kuras blīvums ir tikai aptuveni 1% no mūsu atmosfēras blīvuma uz Zemes. Ingenuity komanda veiks līdz pieciem testa lidojumiem 30 Marsa (31 Zemes) dienu demonstrācijas loga laikā.
Marss nebūs īpaši laipns pret Atjautību
Tā kā Marsa atmosfēra ir tik plāna, Ingenuity ir veidota tā, lai tā būtu viegla, ar rotoru lāpstiņām, kas ir daudz lielākas un griežas daudz ātrāk nekā tās, kas būtu nepieciešamas Ingenuity masas helikopteram uz Zemes.
Uz Sarkanās planētas gaisa temperatūra naktī ir mīnus 90 grādi pēc Celsija Jezero krāterī, kas ir rovera un helikoptera nosēšanās vieta. Šīs temperatūras pārspīlēs Ingenuity izmantoto gatavo detaļu sākotnējā dizaina robežas. Testi uz Zemes prognozētajā temperatūrā liecina, ka Ingenuity daļām jādarbojas, kā paredzēts, taču komanda ar nepacietību gaida reālus testus uz Marsa.
"Viena no pirmajām lietām, kas Ingenuity būs jādara, kad tā nokļūst Marsā, ir tikai izdzīvot savu pirmo nakti," sacīja Tims Kanems, Ingenuity operāciju vadītājs JPL.
Atjautība ir atkarīga no neatlaidības
Ingenuity atrodas sānos zem Perseverance rover vēdera, ar pārsegu, lai pasargātu to no nosēšanās laikā izmestajām atkritumiem. Gan roveris, gan helikopters ir droši ievietoti kosmosa kuģa kapsulā tā 471 miljonu kilometru garā ceļojuma laikā uz Marsu. Marsa 2020. gada kosmosa kuģa barošanas sistēma periodiski uzlādē Ingenuity akumulatorus ceļā uz turieni.
Lai sasniegtu Marsa virsmu, Atjautība un Neatlaidība kopā dosies nosēšanās laikā. Rovera ieiešanas, nolaišanās un nosēšanās sistēma ietver virsskaņas izpletni, jaunas "smadzenes" autonomai briesmu novēršanai un manevrējama celtņa sastāvdaļas, kas nolaidīs roveri uz virsmas. Tikai aptuveni 50% no jebkuras kosmosa aģentūras mēģinājumiem nolaisties uz Marsa ir bijuši veiksmīgi.
Kad helikopteram ir atrasta piemērota vieta, Marsa helikopteru piegādes sistēma nometīs nosēšanās paliktni, atgriezīs helikopteru zemākā pozīcijā un viegli nolaidīs Ingenuity uz virsmas. Visas helikoptera nodošanas ekspluatācijā kampaņas un lidojumu testu laikā roveris uzturēs sakarus ar Zemi.
Atjautība ir ļoti gudra mazam robotam
Kavēšanās ir neatņemama sastāvdaļa saziņai ar kosmosa kuģiem starpplanētu attālumos, kas nozīmē, ka JPL Ingenuity lidojumu kontrolieri nevarēs vadīt helikopteru ar kursorsviru. Patiesībā viņi nevarēs skatīt lidojuma inženiertehniskos datus vai attēlus.
Tādā veidā Ingenuity pieņems savus lēmumus, pamatojoties uz parametriem, ko tās inženieri noteikuši uz Zemes. Piemēram, helikopteram ir sava veida programmējams termostats, kas uzturēs to siltu uz Marsa. Lidojuma laikā Ingenuity analizēs sensoru datus un reljefa attēlus, lai nodrošinātu, ka tie paliek projekta inženieru noteiktajā lidojuma trajektorijā.
Atjautības komanda soli pa solim virzās uz panākumiem
Ņemot vērā Ingenuity eksperimentālo raksturu, komandai ir garš saraksts ar pagrieziena punktiem, kuriem helikopteram ir jāatbilst, pirms tas var pacelties un nolaisties 2021. gada pavasarī. Komanda tos definēja šādi:
- Izdzīvojiet kruīzu uz Marsu un veiciet veiksmīgu nosēšanos
- Droši virsma no apakšas Perseverance
- Autonomā apkure ļoti aukstās Marsa naktīs
- Neatkarīga uzlāde no saules paneļa uz rotoriem
- Veiksmīga saziņa ar helikopteru un atpakaļ, izmantojot apakšsistēmu, kas pazīstama kā Marsa helikopteru bāzes stacija
Ja pirmie eksperimentālie lidojuma testi uz citas planētas būs veiksmīgi, Ingenuity komanda veiks vēl vairākus testa lidojumus.
Veiksmīgais Ingenuity darbs mainīs Marsa izpētes nākotni
Atjautība ir izstrādāta, lai demonstrētu tehnoloģijas un unikālas darbības, kas nepieciešamas lidošanai Marsa atmosfērā. Ja tas izdosies, šīs tehnoloģijas un helikoptera lidojuma pieredze uz citas planētas var novest pie citu modernu robotizētu lidmašīnu radīšanas, kas varētu kļūt par daļu no nākotnes robotu un cilvēku misijām uz Marsu.
Iespējamie nākotnes helikoptera izmantošanas veidi uz Marsa ietver unikāla skata punkta nodrošināšanu, ko nenodrošina pašreizējie orbīti, roveri un desantiņi uz Zemes; augstas izšķirtspējas attēlveidošana un intelekts robotiem vai cilvēkiem; un visurgājējiem grūti piekļūt reljefam. Nākotnes helikopters pat varētu palīdzēt transportēt vieglas, bet vitāli svarīgas kravas no vienas vietas uz citu.
Lasi arī:
- Jaunais DuAxle rover var doties tur, kur citi nekad nav sapņojuši
- NASA Curiosity Rover svin 3000 dienas uz Marsa