Śmigłowiec marsjański Ingenuity NASA przygotowuje się do pierwszego lotu

Śmigłowiec marsjański Ingenuity NASA przygotowuje się do pierwszego lotu

Zanim Ingenuity wykona swój pierwszy lot na Marsie, musi znaleźć się dokładnie pośrodku swojego lotniska - skrawka marsjańskiej nieruchomości o wymiarach 33 na 33 stopy (10 na 10 metrów), wybranego ze względu na jego płaskość i brak przeszkód. Gdy zespoły helikoptera i łazika potwierdzą, że Perseverance znajduje się dokładnie tam, gdzie chcą, aby się znajdował na lądowisku, rozpocznie się skomplikowany proces rozmieszczania helikoptera na powierzchni Marsa.

"Jak wszystko z helikopterem, ten typ rozmieszczenia nigdy wcześniej nie był wykonywany", powiedział Farah Alibay, Mars Helicopter integration lead for the Perseverance rover. "Gdy rozpoczniemy rozmieszczanie, nie ma już odwrotu. Wszystkie działania są ściśle skoordynowane, nieodwracalne i zależne od siebie nawzajem. Jeśli istnieje choćby cień wskazówki, że coś nie przebiega zgodnie z oczekiwaniami, możemy zdecydować się na wstrzymanie się przez sol lub dłużej, dopóki nie będziemy mieli lepszego pojęcia, co się dzieje."

Proces rozmieszczania helikoptera potrwa około sześciu solów (sześć dni, cztery godziny na Ziemi). Podczas pierwszego sola zespół na Ziemi aktywuje urządzenie łamiące śruby, uwalniając mechanizm blokujący, który pomógł utrzymać helikopter mocno przy podwoziu łazika podczas startu i lądowania na Marsie.

W następnym solu zespół odpali urządzenie pirotechniczne przecinające kable, umożliwiając zmechanizowanemu ramieniu, które utrzymuje Ingenuity, rozpoczęcie obracania helikoptera z pozycji poziomej. Wtedy też wiropłat wysunie dwie z czterech nóg do lądowania.

Podczas trzeciego sola mały silnik elektryczny dokończy obracanie Ingenuity, aż do zatrzaśnięcia, dzięki czemu śmigłowiec będzie całkowicie pionowy. Podczas czwartego sola, ostatnie dwie nogi lądownika zatrzasną się we właściwym położeniu. Podczas każdego z tych czterech solów, szerokokątny czujnik topograficzny dla operacji i inżynierii elektronicznej (WATSON) wykona zdjęcia potwierdzające, jak Ingenuity stopniowo rozwija się do konfiguracji lotu. W swojej ostatecznej pozycji helikopter będzie zawieszony na wysokości około 13 centymetrów nad powierzchnią Marsa. W tym momencie tylko pojedyncza śruba i kilkadziesiąt maleńkich styków elektrycznych połączy helikopter z Perseverance. W piątym solu zespół wykorzysta Perseverance jako źródło zasilania, by naładować sześć ogniw baterii Ingenuity.

 Gdy zespół będzie gotowy do pierwszego lotu, Perseverance otrzyma i przekaże do Ingenuity ostateczne instrukcje lotu od kontrolerów misji JPL. Kilka czynników wpłynie na dokładny czas lotu, w tym modelowanie lokalnych wzorców wiatru oraz pomiary wykonane przez Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA) na pokładzie Perseverance.

 Ingenuity rozpędzi wirniki do 2537 obrotów na minutę i jeśli wszystkie końcowe autotesty będą dobre, wystartuj. Po wznoszeniu się z prędkością około 3 stóp na sekundę (1 metr na sekundę), helikopter zawiśnie na wysokości 10 stóp (3 metrów) nad powierzchnią przez maksymalnie 30 sekund. Następnie helikopter marsjański opadnie i wyląduje z powrotem na powierzchni Marsa.

Ingenuity dotarła na Marsa jak pasażer, złożony na spodzie łazika NASA Perseverance, który wylądował na czerwonej planecie w lutym po siedmiomiesięcznej, 293-milionowej podróży z Ziemi.

W swoim dziewiczym locie, ważący 4 funty i wart 85 milionów dolarów helikopter wzniesie się około 10 stóp nad powierzchnię i zawiśnie. Cały lot powinien zakończyć się w ciągu 90 sekund.

Jest to ogromne wyzwania, które było testowane przez 8 miesięcy, żeby był udany lot trwający 90 sekund...

Gęstość powietrza na Marsie jest mniejsza niż 1% gęstości powietrza na Ziemi, przy czym gęstość na powierzchni jest w przybliżeniu równa gęstości na wysokości około 22 mil (35 km) nad Ziemią.

Helikopter ma tylko 19 cali wysokości, ale posiada łopaty o długości 4 stóp.

Wirniki o długości 4 stóp są napędzane przez sześć silników, których montaż zajął technikowi 100 godzin pracy pod mikroskopem.

Aby osiągnąć lot, łopaty helikoptera muszą być znacznie dłuższe i obracać się 5 razy szybciej niż helikopter na Ziemi.

Pojazd musi być niezwykle lekki i być w stanie wytrzymać nocne temperatury, które sięgają -130 stopni. Potrzebuje wewnętrznych grzejników, w przeciwnym razie komponenty elektryczne mogą pęknąć.

Te małe elektrownie generują tak dużo ciepła, że Ingenuity może latać tylko 90 sekund zanim dojdzie do ich wyczerpania.

Musi lecieć stabilnie w nieprzewidywalnych podmuchach marsjańskiego wiatru.

Bez kontroli człowieka. Ingenuity jest zdany sam na siebie z powodu ogromnego czasu potrzebnego na przesłanie sygnału z Marsa na Ziemię i z powrotem.

Jest zasilany przez ten sam procesor Qualcomm, który jest stosowany w smartfonach. 

...