Dodano: 24 marzec 2021r.

Marsjański śmigłowiec Ingenuity przygotowuje się do pierwszego lotu

Mały dron, który dotarł na Marsa wraz z łazikiem Perseverance, wykona swój pierwszy lot na początku przyszłego miesiąca - poinformowali przedstawiciele NASA. Jednak zanim do tego dojdzie, Ingenuity będzie musiał przejść szereg testów.

Marsjański śmigłowiec Ingenuity przygotowuje się do pierwszego lotu

 

Ważący niecałe dwa kilogramy dron Ingenuity został przyczepiony do „brzucha” łazika Perseverance, który wylądował na Marsie 18 lutego. Kilka dni temu wiropłat został pozbawiony osłony przeciwodłamkowej, która chroniła go podczas lądowania i obecnie transportowany jest na miejsce startowe, z którego wykona pierwsze próby wzniesienia się nad powierzchnię Marsa. Pierwszy lot odbędzie się prawdopodobnie nie wcześniej niż 8 kwietnia, poinformowali przedstawiciele NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL). Po odłączeniu się od łazika dron będzie miał około 30 dni na wykonanie lotów.

Ingenuity

Ingenuity jest pierwszym pojazdem latającym wysłanym na inną planetę. Ma przetrzeć szlak dla tego typu maszyn. Jeśli sprawdzi się w podczas misji Mars 2020, małych rozmiarów helikoptery mogą stać się standardowym sprzętem wysyłanym do badania innych światów.

Śmigłowiec został zaprojektowany jako maszyna testowa dla nowej technologii i nie zawiera on żadnych instrumentów naukowych. Mały, autonomiczny wiropłat ma badać Czerwoną Planetę z powietrza. Oczywistym przeznaczeniem dla tego typu maszyn są trudno dostępne miejsca, jak klify czy głębokie kratery. Mogą także spełniać rolę zwiadowców wykonując dokumentację fotograficzną terenu.

- Kiedy łazik Sojourner wylądował na Marsie w 1997 r. i zaczął się poruszać, dowiódł, że wędrowanie po Czerwonej Planecie jest możliwe. To całkowicie zmieniło nasze podejście do eksploracji Marsa. Podobnie jest z Ingenuity. Chcemy dowiedzieć się, jaki ma potencjał dla przyszłości badań naukowych. To demonstracja technologii. Będzie to pierwszy lot z napędem na innym świecie i jeśli się powiedzie, może jeszcze bardziej poszerzyć nasze horyzonty i zakres tego, co jest możliwe - powiedziała Lori Glaze z NASA.

Lot na Marsie

Kontrolowany lot na Marsie jest znacznie trudniejsze niż latanie w warunkach ziemskich. Czerwona planeta ma grawitację około jednej trzeciej grawitacji ziemskiej, ale jej atmosfera ma zaledwie jeden proc. gęstości ziemskiej atmosfery na powierzchni. W ciągu dnia na Marsie do powierzchni planety dociera tylko około połowy energii słonecznej docierającej do Ziemi, a temperatury w nocy mogą spaść nawet do minus 90 stopni Celsjusza, co może spowodować zamarznięcie i popękanie niezabezpieczonych elementów maszyny.

Dron musiał być stosunkowo mały, by zmieścić się w różnych niedostępnych dla łazika miejscach. Z kolei, żeby mógł wznieść się powietrze na Marsie musiał być lekki. By przetrwać mroźne marsjańskie noce, musiał mieć wystarczająco dużo energii, aby zasilić wewnętrzne grzejniki. - Każdy krok, jaki zrobiliśmy od początku tej podróży sześć lat temu, był niezbadanym obszarem. Przetrwanie pierwszej nocy na Marsie w pojedynkę, bez chroniącego go i przekazującego mu moc łazika, będzie dużym wyzwaniem - powiedział Bob Balaram, główny inżynier Mars Helicopter w JPL.

Dron waży około 2 kg i wyposażony jest w sześć akumulatorów litowo-jonowych. Obecnie ładowane są one z zasilacza znajdującego się w łaziku. Po tym jak Ingenuity odbędzie swój dziewiczy lot nad powierzchnią Marsa, baterie będą ładowane jedynie przez przytwierdzony do niego panel słoneczny.

Kadłub śmigłowca ma rozmiary nieco większe od piłki do tenisa. Jego obracające się w przeciwnym kierunku płaty osiągną w cienkiej marsjańskiej atmosferze prędkość prawie 3000 obrotów na minutę. To około 10 razy szybciej niż ziemskie śmigłowce.

Aby wszystko na Marsie działało bez zarzutu, Ingenuity musi zmagazynować na pokładzie mnóstwo energii, odpowiednio nią dysponować i jednocześnie utrzymać optymalny stan akumulatorów. Jest to kluczowe dla powodzenia misji pierwszego drona na Czerwonej Planecie.

Ale zanim Ingenuity rozpocznie swój pierwszy lot, musi znaleźć się dokładnie pośrodku swojego „lotniska” - wybranego przez inżynierów pasma marsjańskiej ziemi o wymiarach 10 na 10 metrów. Teren ten został wybrany ze względu na bliskość od miejsca lądowania i pozbawione większych głazów i stosunkowo płaski obszar.

- Po rozpoczęciu wdrażania drona do lotu nie będzie już odwrotu. Wszystkie działania są ściśle skoordynowane, nieodwracalne i zależne od siebie. Jeśli pojawi się choćby wskazówka, że ​​coś nie idzie zgodnie z oczekiwaniami, możemy zdecydować się wstrzymać wdrożenie na chwilę lub dłużej, dopóki nie będziemy mieć lepszego pojęcia, co się dzieje – przyznała Farah Alibay z NASA.

Plan na najbliższe dni

Proces rozmieszczenia Ingenuity zajmie około sześciu ziemskich dni. Gdy maszyna znajdzie się już w odpowiednim miejscu, inżynierowie zwolnią mechanizm blokujący i odczepią drona od łazika. Potem wiropłat wysunie swoje nogi a robotyczne ramię łazika ustawi go w odpowiedniej pozycji. Na każdym etapie tego procesu aparat będzie wykonywał zdjęcia i przesyłał je do kontroli lotów, w celu potwierdzania poprawnego przeprowadzenia manewru. Potem już tylko ostatnie ładowanie akumulatorów, sprawdzenie czy łazik odjechał na wymaganą odległość około pięciu metrów, testy komunikacji łazika i drona i wiropłat będzie gotowy do swojej misji.

Gdy wszystko będzie już gotowe do startu, Ingenuity uruchomi wirniki do 2537 obrotów na minutę i wystartuj. Po wznoszeniu się z prędkością około 1 metr na sekundę, helikopter zawiśnie na wysokości około 3 metrów przez maksymalnie 30 sekund. Następnie wyląduje z powrotem na powierzchni Marsa.

Kilka godzin po locie inżynierowie z NASA otrzymają od Perseverance pierwszy zestaw danych od Ingenuity oraz, być może, obrazy i wideo z kamer nawigacyjnych łazika i drona. Na podstawie tych danych zespół specjalistów będzie w stanie ustalić, czy ich maszyna spełnia oczekiwania.

Nawet jeśli dronowi uda się tylko wystartować i zawisnąć nad powierzchnią Marsa, to 90 proc. celów projektu zostanie osiągniętych. Natomiast jeśli wiropłat wyląduje pomyślnie i pozostanie sprawny, będzie mógł wykonać do czterech kolejnych lotów, z których każdy będzie dalszy od poprzedniego. Wówczas będzie można mówić o pełnym sukcesie.

Projekty technologii latających maszyn na obcych planetach są rozwijane w Jet Propulsion Laboratory od 2013 roku. Podobne wiropłaty mogą w przyszłości zmienić sposób eksploracji Czerwonej Planety. Takie zaawansowane, zrobotyzowane pojazdy latające pokazałyby unikalne zdjęcia z Marsa, których nie są w stanie dostarczyć orbitery krążące wysoko nad powierzchnią planety ani łaziki i lądowniki. Podobne maszyny mogłyby też pomóc eksplorować nie tylko Marsa, ale też inne światy i księżyce.

 

Źródło: NASA, fot. NASA/JPL-Caltech