dômyselnosť, technologický experiment NASA, sa pripravuje na pokus o prvý pilotovaný let na Červenú planétu. Keď rover Vytrvalosť NASA pristane na Marse 18. februára 2021, ponesie malého, ale mohutného pasažiera: marťanský vrtuľník Ingenuity.
Vrtuľník, ktorý na Zemi váži asi 1,8 kg a má trup veľkosti krabice na tkanivá, sa pred šiestimi rokmi objavil ako nepravdepodobná perspektíva. Inžinieri z laboratória Jet Propulsion Laboratory NASA v južnej Kalifornii vedeli, že je teoreticky možné lietať v riedkej atmosfére Marsu, ale nikto si nebol istý, či dokážu postaviť vozidlo dostatočne výkonné na to, aby lietalo, komunikovalo a prežilo autonómne s extrémnymi obmedzeniami jeho hmotnosti. Potom tím musel počas testov na Zemi dokázať, že dokáže lietať v podmienkach Marsu. V súčasnosti sa tím pripravuje na testovanie zariadenia v reálnych podmienkach Marsu. Ingenuity zažila silné vibrácie štartu 30. júla 2020, keď sa ponorila do atmosféry Marsu na palube Perseverance.
Vynaliezavosť je letový experiment
Vrtuľník Mars Ingenuity je takzvaná technologická demonštrácia – úzko zameraný projekt, ktorého účelom je prvýkrát otestovať nové možnosti. Predchádzajúce demonštrácie prelomovej technológie zahŕňali prvý Mars rover Sojourner a Mars Cube One (MarCO) CubeSats, ktoré preleteli nad Marsom.
Vrtuľník nenesie vedecké prístroje a nie je súčasťou vedeckej misie Perseverance. Cieľ Ingenuity je inžiniersky: demonštrovať let rotorového lietadla v extrémne tenkej atmosfére Marsu, ktorej hustota je len asi 1 % hustoty našej atmosféry na Zemi. Tím Ingenuity vykoná až päť testovacích letov počas demonštračného okna 30 marťanských (31 pozemských) dní.
Mars nebude k Ingenuity veľmi láskavý
Pretože je marťanská atmosféra taká tenká, Ingenuity je navrhnutý tak, aby bol ľahký, s lopatkami rotora, ktoré sú oveľa väčšie a rotujú oveľa rýchlejšie ako tie, ktoré by boli potrebné pre helikoptéru s hmotnosťou Ingenuity na Zemi.
Na Červenej planéte je v kráteri Jezero, mieste pristátia roveru a helikoptéry, v noci teplota mínus 90 stupňov Celzia. Tieto teploty posunú hranice pôvodného dizajnu hotových dielov používaných v Ingenuity. Testy na Zemi pri predpokladaných teplotách ukazujú, že časti Ingenuity by mali fungovať podľa plánu, ale tím sa teší na skutočné testy na Marse.
„Jednou z prvých vecí, ktoré bude musieť Ingenuity urobiť, keď sa dostane na Mars, je jednoducho prežiť svoju prvú noc,“ povedal Tim Canham, prevádzkový manažér Ingenuity v JPL.
Vynaliezavosť závisí od vytrvalosti
Ingenuity sedí na boku pod bruchom vozítka Perseverance s krytom, ktorý ho chráni pred úlomkami vyhodenými počas pristávania. Rover aj vrtuľník sú bezpečne umiestnené v kapsule kozmickej lode počas jej 471 miliónov kilometrov dlhej cesty na Mars. Energetický systém kozmickej lode Mars 2020 pravidelne dobíja batérie Ingenuity na ceste tam.
Aby dosiahli povrch Marsu, vynaliezavosť a vytrvalosť odídu spolu pri pristátí. Systém vstupu, zostupu a pristátia roveru zahŕňa nadzvukový padák, nové „mozgy“ na autonómne vyhýbanie sa nebezpečenstvu a komponenty pre manévrovateľný žeriav, ktorý spustí rover na povrch. Len asi 50 % pokusov akejkoľvek vesmírnej agentúry o pristátie na Marse bolo úspešných.
Keď sa nájde vhodné miesto pre helikoptéru, Mars Helicopter Delivery System spustí pristávaciu plochu, vráti helikoptéru do spodnej polohy a jemne spustí Ingenuity na povrch. Počas celej kampane na uvedenie do prevádzky a letových testov vrtuľníka bude rover udržiavať komunikáciu so Zemou.
Vynaliezavosť je veľmi inteligentná pre malého robota
Neoddeliteľnou súčasťou komunikácie s kozmickou loďou na medziplanetárne vzdialenosti sú oneskorenia, čo znamená, že letové riadiace jednotky Ingenuity v JPL nebudú môcť ovládať helikoptéru pomocou joysticku. V skutočnosti si nebudú môcť prezerať technické údaje alebo obrázky priebehu letu.
Takto bude Ingenuity robiť vlastné rozhodnutia na základe parametrov nastavených jej inžiniermi na Zemi. Vrtuľník má napríklad akýsi programovateľný termostat, ktorý ho na Marse udrží v teple. Počas letu bude Ingenuity analyzovať dáta senzorov a snímky terénu, aby sa zaistilo, že zostane na dráhe letu definovanej inžiniermi projektu.
Tím Ingenuity kráča k úspechu krok za krokom
Vzhľadom na experimentálny charakter Ingenuity má tím dlhý zoznam míľnikov, ktoré musí vrtuľník splniť, než bude môcť na jar 2021 vzlietnuť a pristáť. Tím ich definoval takto:
- Prežiť plavbu na Mars a úspešne pristáť
- Bezpečne sa vynorte pod vytrvalosťou
- Autonómne vykurovanie vo veľmi chladných marťanských nociach
- Nezávislé nabíjanie zo solárneho panelu na rotoroch
- Úspešná komunikácia s vrtuľníkom a späť prostredníctvom podsystému známeho ako základňová stanica pre vrtuľníky Mars
Ak budú prvé experimentálne letové testy na inej planéte úspešné, tím Ingenuity uskutoční niekoľko ďalších testovacích letov.
Úspešná práca Ingenuity zmení budúcnosť prieskumu Marsu
Ingenuity je navrhnutý tak, aby demonštroval technológie a jedinečné operácie potrebné na lietanie v atmosfére Marsu. Ak budú úspešné, tieto technológie a skúsenosti s lietaním vrtuľníkom na inej planéte by mohli viesť k vytvoreniu ďalších pokrokových robotických lietadiel, ktoré by sa mohli stať súčasťou budúcich robotických a ľudských misií na Mars.
Medzi možné využitie budúceho vrtuľníka na Marse patrí poskytnutie jedinečného výhodného bodu, ktorý neposkytujú súčasné orbitery, rovery a landery na Zemi; zobrazovanie a inteligencia vo vysokom rozlíšení pre roboty alebo ľudí; a prístup do terénu náročným pre terénne vozidlá. Vrtuľník budúcnosti by dokonca mohol pomôcť prepraviť ľahké, ale životne dôležité náklady z jedného miesta na druhé.
Prečítajte si tiež:
- Nový rover DuAxle môže ísť tam, kde sa ostatným ani nesnívalo
- Curiosity Rover od NASA oslavuje 3000 dní na Marse