Vynalézavost (vrtulník)

Vynalézavost
průzkumného vrtulníku na Marsu Popis tohoto obrázku, také komentován níže Vynalézavost na marťanské půdě. Všeobecné údaje
Organizace NASA
Stavitel JPL
Mateřská loď Březen 2020 / Vytrvalost astromobilů
Typ zařízení Aérobot typ vrtulníku
Role Experimentální stroj
Postavení Provozní
Prozkoumané stránky Kráter Jezero (planeta Mars )
Wright Brothers Field
Zahájení operační mise Duben 2021
Život 30 dní
Technická charakteristika
Rozsah činnosti 600 metrů
Rychlost Horizontální: 10  m / s
Vertikální: 3  m / s
Hmotnost 1,8  kg (včetně 273  g baterií)
Rozměry Trup: 13,6 × 19,5  cm
Prům. rotory: 1,21  m
Pohon Rotory
Zdroj energie Solární články
Akumulátory Lithium-iontové baterie
Další funkce Letový strop: 10 metrů
Doba letu: 90 sekund
Užitečné zatížení
Užitečné zatížení Barevné kamery

Vynalézavost nebo March Scout Helicopter (MHS) je malývrtulníko něco méně než dva kilogramy vyvinutývesmírnou agenturou USA,NASA, který je experimentálně implementován na půdě planetyv březnuběhem mise v březnu 2020 , zahájen dne30. července 2020na palubě rakety Atlas V, která přistála18. února 2021. The19. dubna 2021poprvé v historii vesmírného věku provádí stroj motorový let na jiné planetě. Cílem je otestovat schopnosti takového zařízení v oblasti optického rozpoznávání terénu v tomto prostředí charakterizovaném velmi tenkou atmosférou omezujícím vztlak a komunikačními zpožděními, které zabraňují jakékoli přímé kontrole letu lidským operátorem.

Souvislosti: průzkum sluneční soustavy aeroboty

Průzkum sluneční soustavy pomocí robotů začal na konci 50. let . Začalo to skromně, s lehkými stroji schopnými létat pouze nad cílovým nebeským tělesem, rychle se to stalo sofistikovaným vývojem strojů schopných umístit se na oběžnou dráhu ( orbiter ), poté na přistání. ( Lander ) na povrchu a za asi patnáct let konečně k pohybu na zemi (vesmírný - mobilní nebo rover ). Průzkumná kapacita roveru však zůstává omezená, zejména kvůli jejich snížené rychlosti a potřebě umístit je na relativně rovný povrch. Inženýři velmi rychle studovali vysílání robotů schopných plavat, vznášet se nebo létat v atmosféře: tito aeroboti mají tu výhodu, že rozšiřují rozsah průzkumu planet nebo měsíců, když mají vybavenou atmosféru ( Venuše , Mars , Jupiter , Saturn , Titan) , Uran a Neptun ). Venuše, která má hustou atmosféru, je prvním cílem aerobotu a zůstává jediným v roce 2021: v roce 1985 byl balón vybavený vědeckými nástroji upuštěn sovětskou vesmírnou sondou Vega a úspěšně studoval atmosféru Venuše . V roce 2021 zůstává tento balón jediným aerobotem, který byl implementován. Případ planety Mars, hlavního cíle pro průzkum vesmíru, je pro tento typ stroje komplikovaným cílem. Velmi tenká atmosféra (pouze 1% z atmosférického tlaku přítomného na Zemi) umožňuje pouze velmi nízký zdvih být produkován a také rozvoj aerobot je mnohem obtížnější (vznášet v atmosféře Marsu, balón, musí být 150 krát větší než jeho ekvivalent klesl ve výšce 50 kilometrů v atmosféře Venuše). Několik projektů pro kluzáky nebo motorová letadla bylo studováno a navrženo NASA, aniž by byly zachovány.

Vývoj projektu marťanských vrtulníků

Studie, která navrhuje použití autonomního vrtulníku k prozkoumání Marsu, byla zveřejněna v roce 2002. V roce 2014 byl publikován článek popisující koncept marťanského vrtulníku, který předznamenává vynalézavost , společností AeroVironment a Jet Propulsion Laboratory . vKvěten 2018, americká kosmická agentura ( NASA ) po fázi hodnocení rozhodla, že mise Mars 2020 zahájí experimentálně malý vrtulník o hmotnosti 1,8 kilogramu, aby otestovala použití optických průzkumných letů , v části experimentu, který bude trvat kolem třiceti dnů. Náklady na tento experiment, odhadované na 55 milionů USD, nejsou zahrnuty do projektu z března 2020 . Rozhodnutí je přijato, navzdory odporu vědeckého manažera mise, u kterého plánované testy k misi nepřispívají, ale přicházejí otřást již tak velmi nabitým programem operací na půdě Marsu. Vrtulník je vyvrcholením vývoje, který začal před pěti lety v laboratoři Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA. Počínaje začátkem roku 2019 projektový tým k ověření chování vrtulníku za marťanských podmínek nejprve provede testy s inženýrským modelem, který představuje blízkou aproximaci skutečného vrtulníku. Po nashromáždění letové doby delší než 75 minut se provedou realističtější testy s modelem podobným modelu, který bude odeslán na Mars. Ten je umístěn ve vakuové komoře JPL o průměru 7,5 metru, ve které je reprodukováno složení řídké atmosféry Marsu a je simulován jeho tlak (1% atmosféry Země) a extrémní teploty (až do -90  ° C) C ). Aby se reprodukovala gravitace Marsu (třetina hmotnosti Země), zvedá vrtulník popruh, jehož napětí je trvale přizpůsobeno.

Malý vrtulník se jmenuje Vynalézavost po výzvě k jmenám zahájené NASA mezi americkými žáky a studenty.

Architektonické možnosti

Omezení letu na Marsu a důsledky pro vlastnosti průzkumného vrtulníku Mars

Marťanský vrtulník je ochromen řídkou atmosférou Marsu. Ve skutečnosti je výkon potřebný pro podporu stroje (W), je definován následovně:

nebo:

Ve stabilizovaném letu je vztlak stejný v modulu a na rozdíl od hmotnosti plavidla, kde je jeho hmotnost a gravitace na Marsu.

Požadovaný výkon je tedy úměrný 3/2 výkonu zvedané hmoty a nepřímo úměrný 1/2 výkonu hustoty atmosféry.

Marťanský atmosférický tlak je asi stokrát nižší než tlak Země. Na druhou stranu, marťanská atmosféra je v podstatě tvořena oxidem uhličitým, jeho hustota je za stejných teplotních a tlakových podmínek o 50% vyšší. Na základě průměrné hodnoty tlaku 600 hPa můžeme odhadnout, že atmosférická hustota je na Marsu stokrát nižší než na Zemi na zemi.

Marťanská gravitace je naopak 38% hmotnosti Země, což pomáhá podporovat.

Poměr je pro stejnou oblast disku rotoru 2,34krát vyšší na Marsu než na Zemi ( = 2,34).

K omezení síly potřebné pro let na Marsu, a tedy k zachování uspokojivého dosahu, je nezbytná větší plocha disku rotoru než plocha pozemního vrtulníku stejné hmotnosti.

Další obtíž souvisí s nižší rychlostí zvuku na Marsu (240 m / s proti 340 m / s na Zemi). Proto je nutné snížit otáčky rotoru ve stejných proporcích, což není příznivé ani pro hmotnostní bilanci, ani pro účinnost elektromotoru, pokud není vybaven převodovkou pro snížení rychlosti vzhledem k rotoru motoru.

Typ letadla

Volba vzorce vrtulníku na rozdíl od quadrotoru je vysvětlena velkou hmotností rotoru spojenou s jeho velkou velikostí z výše uvedených důvodů. Stabilizace kvadrotoru se provádí působením na rychlost otáčení rotorů, ale modulační rychlost je funkcí jejich hmotnosti (setrvačnosti). V marťanském kontextu se stabilizace kvadrotoru stává problematickou jako na Zemi ve vysoké nadmořské výšce. Použití koaxiálních protiběžných rotorů umožňuje ušetřit místo ve srovnání s použitím anti-točivého momentu rotoru .

Masová omezení

Aby se vrtulníku podařilo létat v atmosféře Marsu, bylo nutné navrhnout dostatečně lehký stroj, který byl díky pokrokům v oblasti akumulátorů (spojený s vývojem mobilních telefonů) umožněn teprve nedávno., fotovoltaické články , inerciální systémy a palubní počítače. Je tedy navržen tak, aby jeho hmotnost nepřesahovala 1,8  kg (tj. Hmotnost 6,69  newtonů na marťanské půdě).

Choulostivá fáze přistání

Nejchoulostivější fází letu vrtulníku je přistání kvůli turbulencím, které mohou stroj nevyvážit. Přijatým řešením bylo zastavit pohon jeden metr nad zemí a nechat vrtulník dosáhnout na zem volným pádem. Svislá přistávací rychlost je více než 1  m s -1 . Podvozek je navržen tak, aby zvládl tuto rychlost na zemi, která může mít značný sklon.

Technická charakteristika

Struktura

Rozměry trupu vrtulníku jsou 13,6 × 19,5 centimetrů, což odpovídá průměru basketbalové míče . Díky podvozku, rotorům a solárním panelům, které je zakrývají, je vynalézavost vysoká 49 centimetrů. Velmi malý objem trupu obsahuje počítače, baterie, senzory (kamery, výškoměr ) a telekomunikační systém. Vrtulník je postaven na vertikální trubce, ve které cirkulují elektrické spoje spojující procesor s rotory i s mateřskou lodí (roverem Perseverance ) během přechodu na Mars. Na této trubce jsou připevněny shora dolů: upevňovací systém k vozidlu, solární panel, dva rotory i servomotory, které je uvádějí do pohybu, střední část podvozku a nakonec čtyřhranný trup. Podvozek obsahuje čtyři 38,4 cm dlouhé uhlíkové kompozitní nohy připevněné k tělu Ingenuity v šikmém úhlu ke svislici, které drží tělo letadla 13 centimetrů nad terénem. Vynalézavost má na Zemi hmotnost 1,8 kilogramu, stejně jako na Marsu, ale její nižší hmotnost na Marsu je ekvivalentní hmotnosti 680 gramů na Zemi, kvůli rozdílu v gravitaci mezi těmito dvěma planetami.

Pohon

Vrtulník se pohybuje ve vzduchu díky dvěma dvoulistým koaxiálním protiběžným rotorům . Průměr rotorů je 1,21 metru a jsou vysoké 0,8 metru. Čepele jsou vyrobeny z uhlíkových vláken . Rychlost otáčení je mezi 2400 a 2900 otáčkami za minutu nebo desetkrát vyšší než u hlavního rotoru vrtulníku na Zemi, aby byla účinná v obzvláště řídkém vzduchu Marsu (ekvivalent k atmosférické zemi ve výšce 25 kilometrů).

Energie

Energie je hlavním omezujícím faktorem schopností vrtulníku. Energii potřebnou pro pohon, provoz senzorů (výškoměr, kamery), topných odporů , avioniky , procesorů a telekomunikačního systému dodává šest lithium-iontových akumulátorů s výkonem 36 wattů za hodinu a celková hmotnost 273 gramů, která zabírá velkou část objemu trupu. S kapacitou ekvivalentní pouze třem bateriím pro smartphony jsou nabíjeny fotovoltaickými články, které jsou upevněny nad rotory a mají aktivní povrch 544  cm 2 . Z těchto 36 watthodin je 30% (10,7 watthodin) ponecháno v rezervě. K napájení topných odporů odpovědných za udržování různých systémů na teplotě kompatibilní s provozními omezeními během marťanské noci je zapotřebí přibližně 21 watthodin . Na 90sekundový let je k dispozici 10 watthodin na základě maximální spotřeby 510 wattů, 20% času a 350 wattů po zbytek letu. Umístění baterií obklopené elektronickými obvody, které zařízení řídí, je studováno, aby si tyto prvky během své mise na marťanské půdě účinně udržovaly správnou teplotu.

Senzory

Senzory, které jsou komerčně zakoupenými součástmi, zahrnují černobílou navigační kameru, barevnou kameru s vysokým rozlišením, setrvačnou jednotku , sklonoměr a výškoměr  :

Telekomunikace

Vzhledem ke zpoždění výměn se Zemí (přibližně 10 minut v nejpříznivější konfiguraci Země-Mars) je vrtulník povinen letět samostatně pomocí pokynů předaných před letem. Rádiový systém na palubě vrtulníku přijímá tyto příkazy a přenáší obrazy a telemetrii. Výměny se Zemí jsou přenášeny vyhrazeným telekomunikačním systémem nainstalovaným na vozidle. Vrtulník má dva rádiové vysílače / přijímače pracující na frekvenci 900  MHz s přenosovým výkonem 0,9 W, přičemž při přenosu spotřebuje 3 W a při příjmu 0,15 W. Drátová anténa je připevněna k horní části vrtulníku. Rychlost se pohybuje mezi 20 a 250 kilobitů za sekundu, pro rozsah až do 1000 metrů. Za letu vrtulník nepřijímá, ale vysílá, aby sdělil shromážděná data.

Avionika a procesory

Tyto avionika jsou distribuovány přes pět tištěných obvodů , z nichž čtyři tvoří boky krychlový trupu a páté jeho dolní části. Palubní počítač používá 2,26 GHz Snapdragon mikroprocesor s 2 GB z  paměti RAM a 32 GB flash paměti . Počítač převezme funkci navigace na základě dat poskytnutých kamerami a podle toho ovládá rotory pomocí dvou redundantních mikrokontrolérů . Softwaru, který běží na mikroprocesoru, pomáhá integrovaný obvod typu FPGA , který podporuje určité funkce, jako je řízení polohy (s obnovovací frekvencí 500  Hz ), správa vstupů / výstupů z řídicí jednotky do setrvačnosti, výškoměr a sklonoměr a správa telekomunikací. FPGA je militarizovaná verze ProASIC3L od MicroSemi.

Velmi snížená provozní kapacita

Vynalézavost je stroj, který má zvláště sníženou provozní kapacitu. Energie, kterou má k dispozici, mu poskytuje samostatnost pouhých 90 sekund, protože nízká hustota marťanské atmosféry vyžaduje, aby běžel vysokou rychlostí jeho rotory a jeho baterie jsou omezeny jeho nosností, která vyplývá také z nízkého zdvihu lopatek. Nemůže létat v noci, protože jeho naváděcí systém je založen na obrázcích pořízených jeho kamerami. Na začátku dne musí vrtulník doplnit energii ztracenou během noci, aby ve svých systémech udržel minimální teplotu (teplota na Marsuběhem nociklesne na -90  ° C ). Neměl by také létat příliš pozdě v průběhu dne, protože pak musí doplnit ztracenou energii, aby přežil noc, která následuje. Všechny tyto parametry znamenají, žepro skutečný let je ve skutečnosti použitapouze asi třetina energie, kterou má Vynalézavost k dispozici. A konečně, vítr by neměl foukat příliš silně.

Implementace

Palubní marťanský vrtulník je zajištěn pod podvozkem vozítka Perseverance s vrtulemi vyrovnanými vleže na boku. Jakmile je Perseverance na povrchu Marsu, provede se obecná kontrola jeho různých subsystémů, včetně těch vrtulníků. Baterie jsou nabité. Jakmile je tato fáze dokončena, rover začne obíhat a hledá terén o rozměrech 10 × 10 metrů, který může sloužit jako přistávací zóna pro vrtulník. Projektový tým vypočítal, že pravděpodobnost nalezení vhodného terénu (téměř rovinatý terén, žádná skála vysoká více než 5 centimetrů) v elipsě vybrané pro přistání (7,6 × 6,6 kilometrů) byla o 75%. Vrtulník se poté umístí na zvolenou přistávací zónu (viz video v příloze): kryt, který jej chrání před úlomky při přistání, se uvolní, nohy se roztáhnou, poté se otočí do své přirozené polohy, než spadne na zem ( světlá výška roveru je větší než výška nasazeného vrtulníku). Provádí se řada statických testů. Nasazení je naplánováno na deset dní a na testování schopností za letu třicet dní. Při prvním letu se rover vzdaluje od vrtulníku v bezpečné vzdálenosti (50 až 100 metrů), poté se vrtulník zvedne svisle do výšky 3 metrů a poté se vznáší po dobu 30 sekund (viz animace v příloze). Jsou plánovány čtyři další lety v délce několika set metrů s dobou trvání až 90 sekund. Po dokončení experimentální fáze se původně plánovalo opustit vrtulník v místě jeho posledního přistání po pátém a posledním plánovaném zkušebním letu. Vzhledem k velmi povzbudivým výsledkům prvních čtyř letů překračujících všechna očekávání se však NASA rozhodla rozšířit misi Vynalézavost a přejít do pilotní operační fáze, během níž vrtulník na počátku své vědecké mise bude provádět průzkumné mise pro astromobil . Zkoušky prováděné během prvních pěti plánovaných letů a zahájení pilotní provozní fáze jsou následující:

Detaily letu
Číslo letu Fotbalová branka Proces
1 Ověření letového provozu Flight veden okolo 11 hodin (lehké větry). Výstup na 3  m se svislou rychlostí 1  m / s , vznášení se po dobu 20 sekund a sestup se svislou rychlostí 1  m / s (viz animace / video v příloze).
2 Horizontální let snížená vzdálenost Let do výšky 5  ma vzdálenosti několika metrů.
3 Horizontální let zvýšil vzdálenost Vodorovná vzdálenost se zvýšila na 50  m .
4 Horizontální let zvýšil vzdálenost Vodorovná vzdálenost se zvýšila na 266  m .
5 Stanovený cíl na základě výsledků předchozích letů Let na vzdálenost 129  m . Zaznamenejte nadmořskou výšku 10  m . Místo přistání odlišné od vzletu.
6 Přistání na jiném místě nebylo nikdy prozkoumáno a vyfotografováno První let pilotní provozní fáze. Implicitní přistání po nekontrolovaných oscilacích za letu způsobené problémem s navigačním systémem, ale vynalézavost přežila.

Provádění testů na Marsu

Příprava

Dva dny po přistání Marsu 2020 na povrchu planety18. února 2021vrtulník přenáší informace o svém stavu. Je nasazen kryt, který chrání vrtulník před přistávacími nečistotami21. březnapak je vynalézavost postupně nasazována, než bude na začátku dubna položena na zem.

Test funkce rotoru se provádí dne 9. dubnaale je přerušen zařízením na ochranu proti krádeži softwaru. První let je odložen na14 pak do 17. dubna.

První let

První let je úspěšně dokončen v pondělí 19. dubna 2021. Vynalézavost se stává prvním létajícím pohonem, který má být implementován do jiného tělesa než Země ve sluneční soustavě. Během této 39sekundové zkoušky vrtulník stoupá 3 metry, poté se vznáší a poté odpočívá.

Druhý let

Druhý let zahrnující vodorovný posun o dva metry ve čtvrtek 22. dubna.

Třetí let

Během třetího letu, který se koná dne 25. dubna 2021. Vynalézavost dokončí 100m smyčku v nadmořské výšce 5m a pohybuje se 50m od jejího počátečního bodu.

Čtvrtý let

První 4. letový pokus vynalézavosti 29. dubna 2021 byl neúspěšný kvůli neschopnosti vrtulníku vstoupit do letového režimu. Druhý pokus 30. dubna 2021 ve 14:49 UTC byl úspěšný a trval 117 sekund. Stejně jako u dvou předchozích letů, vrtulník nejprve vyšplhal do výšky 5 metrů. Poté letěl na jih na vzdálenost 133 metrů a poté se vrátil do výchozího bodu absolvováním zpáteční cesty 266 metrů. Bylo zaznamenáno rekordní množství snímků, celkem asi 60 během posledních 50 metrů před otočením vrtulníku.

Pátý let

Dne 7. května krátce před vynalézavost je pátým letu NASA vydala první zvukovou nahrávku vrtulníku hučení na povrchu Marsu zaznamenané Vytrvalost rover během vynalézavost 's čtvrté letu . NASA věřila, že takový záznam byl na hranici svých technických možností, protože velmi nízká hustota marťanské atmosféry (sotva 1% hustoty atmosféry Země) a její velmi odlišné složení (96% CO 2) omezit šíření zvuku. Velmi tenká atmosféra Marsu značně tlumí šíření zvukových vln, které jsou také vnímány jako mnohem tlumenější. Jelikož byl vrtulník více než 80 metrů od mikrofonu Supercam roveru Perseverance , bylo nutné zesílit zvukový signál a odečíst hluk pozadí od poryvů větru, aby se získal poměr zvuk-signál.

Pátý úspěšný let se uskutečnil dne 7. května 2021. Vynalézavost se vyšplhala do rekordní výšky 10 metrů a urazila vodorovnou vzdálenost 129 metrů rychlostí 3,5 m / s. Let trval 108 sekund a vrtulník se poprvé nevrátil na svou domovskou základnu, ale přistál na novém místě přistání. Tento pátý let znamená konec technologické demonstrační fáze stroje.

Šestý let

Šestý let pokračuje 22. května 2021byl částečně úspěšný, protože kvůli technické poruše vynalézavost musela přistát strmě a brzy pouhých 5 metrů, než mohla dosáhnout nového plánovaného místa přistání. Dobrou zprávou však je, že vrtulník přežil tento obtížný a nepředvídaný okamžik. Inerciální měřicí jednotka (IMU) vrtulníku odpovědné za navigaci se musí neustále znovu kalibrovat a korigovat jeho výsledky jejich porovnáním velmi často s výsledky získanými z analýzy snímků zemi přijatého zadní navigační kamery. ' Ingenuity . Každou sekundu se pořídí třicet snímků. Původ problému pramení z chyby v přenosu jediného obrazu touto kamerou do navigačního počítače. Ztráta dat způsobená tímto způsobila kumulativní chybu v časovém razítku ( timestamp ) dalších obrázcích, které byly posunuty v čase z několika desítek milisekund. To stačilo k tomu, aby způsobily kumulativní chyby výpočtu polohy, rychlosti, nadmořské výšky a polohy stroje, které začaly nebezpečně kmitat. Naštěstí robustnost jiných palubních systémů ovládajících fázi přistání a nevyžadujících navigační snímky umožnila vrtulníku hladce přistát. I přes to, NASA zkoumá meze letové obálky z vynalézavosti a má tak nepublikované údaje získané v reálných podmínkách v atmosféře Marsu velmi křehkého, který bude snad se zlepšila robustnost programu vynalézavosti je autonomní navigační kalkulačku .

Sedmý let

The 8. června 2021V 15:54 (UTC) vynalézavost provedla let 62,8 sekundy maximální rychlostí 4 m / s. Cestoval 106 m ve výšce 3 m nad zemí, aby přistál na novém, dosud neuznaném místě jižně od výchozího bodu. Jedná se o druhý let vrtulníku, který přistál na novém místě, aniž by nad ním předtím letěl. Nicméně, tým Ingenuity předtím ujistil, že místo přistání nebyl příliš kopcovitý díky obrazy HiRISE kamery na palubě NASA MRO ( Mars Reconnaissance Orbiter ). Cílem tohoto letu bylo shromáždit stereofonní barevné fotografie, aby se otestovala proveditelnost leteckých snímků, aby se usnadnila navigace vozítka Perseverance . Let proběhl bez problémů.

Osmý let

The 22. června 2021v 0:27 (Sol 120) letěla vynalézavost přibližně 160 m ve směru jih-jihovýchod (157,5 stupňů ve směru hodinových ručiček od severu) k přistání v lokalitě E, přibližně 133,5 m vytrvalosti . Doba letu byla 77,4 sekundy, maximální výška 10 m, vodorovná vzdálenost 160 m, maximální rychlost 4 m / s. Let byl úspěšný.

The 25. června 2021Se JPL také oznámila, že stáhnout aktualizaci programového řízení letu minulý týden trvale vyřešit mikrořadiči ( „hlídacího psa“) problém, a že rotor testy a osmý letu potvrdila, že aktualizace byla v práci.

NASA ještě musí provést další kritickou aktualizaci ovlivňující významnou část programu řízení letu, aby dokázala vyřešit problémy, ke kterým došlo během šestého letu, s přetížením centrálního procesoru ( CPU ) kvůli těžkopádnému přenosu fotografií z barevný fotoaparát (13 megapixelů). Jelikož problém ještě nebyl vyřešen, lety 7 a 8 nepoužily barevnou kameru, aby se vyhly opakování incidentu letu 6. Tato důležitá aktualizace by měla být provedena před devátým letem.

Devátý let

Během letu č. 9 provedeno dne 5. července 2021V 9:03 (UTC) (Sol 133) překonal Ingenuity rekordní vzdálenost 625 m (jednosměrně) za 166,4 sekundy jižním směrem rychlostí 5 m / s. Letěl nad oblastí Séítah, což je obzvláště zajímavé z vědeckého hlediska, ale pro Perseverance obtížné kvůli jeho písečným vlnám. Tento devátý let byl velmi riskantní kvůli nerovnoměrné topografii terénu. Let nad místem Séítah pokrytý písečnými dunami různých výšek vyvolal navigační systém, i když vrtulník během nejchoulostivější části své cesty zpomalil. Bezpečně přistálo v bodě F.

Další lety

Očekává se, že vynalézavost bude i nadále provádět operační předváděcího letu každé 2 až 3 týdny až do konce srpna 2021 (kdy Mars projde za Sluncem) doprovázet vytrvalosti vozítko během prvních čtyř měsíců od jejího provozu. Jezero kráter průzkum trasy . Životnost vrtulníku by mohla být omezena velmi chladnými noci na povrchu Marsu (-90 ° C) a cykly zmrazení a rozmrazení, které nakonec poškodí nejdůležitější elektronické součásti plavidla.

  • Videa různých testovacích letů vynalézavosti , natočená vozítkem Perseverance .

  • Zahajovací zkušební let 19. dubna 2021.

  • Druhý zkušební let 22. dubna 2021.

  • Třetí zkušební let 25. dubna 2021.

Směrem k budoucímu použití pro provozní účely?

Bez čekání na konec zkoušek vynalézavosti na planetě Mars začala NASA studovat druhou generaci vrtulníků, tentokrát schopných provádět vědeckou misi na planetě Mars, s dosahem 2 kilometry mezi dvěma dobitími baterií a maximální doba letu 4 minuty. Hlavním omezením je objem potřebný k uložení listů rotoru . Podle studie NASA zveřejněné počátkem roku 2020 by sestupové vozidlo stávajících misí typu Martian Pathfinder používaných kosmickými loděmi MER, jako je Sojourner (přistávací modul o vnitřním průměru 2,5  m ), mohlo nést vrtulník o hmotnosti přibližně 20 kilogramů typu hexacopter (šest rotorů) schopný nést užitečné zatížení (vědecké přístroje, fotoaparáty) 2 až 3 kilogramy. Objem dostupný v sestupné fázi by umožnil další vybavení, jako je telekomunikační systém, vědecké přístroje atd.

Je velmi pravděpodobné, že výzkum prováděný pro návrh Ingenuity přispěje k výzkumné a vývojové (výzkumné a vývojové) práci projektu Dragonfly, projektu dronů plánovaného NASA na start v roce 2027 k největšímu satelitu Saturnu: Titanu .

Poznámky a odkazy

Reference

  1. (en-GB) „  Nasa letí začátkem dubna na vrtulníku Marsu Vynalézavost  “ , BBC News ,23. března 2021( číst online , konzultováno 29. března 2021 ).
  2. (in) Andrew J. Ball, James RC Garry Ralph D. Lorenz a Viktor V. Kerzhanovichl, Planetární Landers a vstupní sondy , Cambridge University Press,2007( ISBN  978-0-521-12958-9 ) , str.  56-61.
  3. (in) Larry Young, EW Aiken, Virginia Gulick, Rocco Mancinelli a Geoffrey Briggs, Rotorcraft March jako skauti , sv.  1, 1. února 2002, 1–378 vol . 1  str. ( ISBN  978-0780372313 , DOI  10.1109 / AERO.2002.1036856 , číst online ).
  4. (en) Håvard Fjær Grip, Wayne Johnson, Carlos Malpica, Daniel P. Scharf, Milan Mandić, Larry Young, Brian Allan, Bérénice Mettler a Miguel San Martin, „  Letová dynamika vrtulníku Mars  “ [PDF] , na rotorcraft.arc.nasa.gov .
  5. (cs) NASA ( př.  Marťanský vrtulník poletí na další misi roveru NASA na červenou planetu), „  Mars Helicopter to Fly on the Next Red Planet Rover Mission  “ , NASA ,11. května 2018.
  6. (v) Kenneth Chang, "  helikoptéru na Marsu? NASA to chce vyzkoušet  “ , New York Times ,11. května 2018.
  7. (in) Tony Greicius , „  March March Vrtulník NASA dokončil letové testy  “ na NASA ,29. března 2019(zpřístupněno 31. března 2019 ) .
  8. (in) Stephen Clark, „  Vrtulník doprovází další rover NASA na pochod Červené planety  “ , na spaceflightnow.com ,14. května 2018.
  9. (in) „  Student střední školy v Alabamě jmenuje březnový vrtulník NASA  “ , NASA ,29.dubna 2020.
  10. (in) Gary M Ortiz, „  NASA vybírá vrtulník UAV pro Mars  “ na UAS Vision ,6. září 2016.
  11. (in) Gary M Ortiz, „  Dynamika přistání vrtulníku v březnu 2020  “ [PDF] , Jet Propulsion Laboratory ,června 2015.
  12. Demonstrátor technologie Mars Helicopter Technology , str.  9-10.
  13. Vynalézavost Mars Helicopter přistávací lis , str.  25.
  14. Vynalézavost Mars Helicopter přistávací lis , str.  12.
  15. Demonstrátor technologie Mars Helicopter Technology , str.  8-9.
  16. Demonstrátor technologie vrtulníků Mars , str.  15.
  17. (en) [video] Veritasium, This Just Flew Helicopter On Mars! na YouTube ,10. srpna 2019(konzultováno s 19. dubna 2021) .
  18. Demonstrátor technologie Mars Helicopter Technology , str.  13-14.
  19. Demonstrátor technologie Mars Helicopter Technology , str.  10-13.
  20. (in) Bob Balaram, „  Kdy by měla vynalézavost létat?  » , Na blogu vynalézavosti , NASA ,8. dubna 2021.
  21. Vynalézavost Mars Helicopter přistávací lis , str.  18-21.
  22. Vynalézavost Mars Helicopter přistávací lis , str.  21--22.
  23. (in) „  Zprávy NASA v březnu Vrtulník  “ o NASA ,20. února 2021.
  24. (in) Stephen Clark, „  March Rover Ingenuity nasazuje vrtulník na historický let  “ na blogu Ingenuity ,4. dubna 2021.
  25. (in) „  Březnový let vrtulníkem byl odložen na ne dříve než 14. dubna  “ na blogu Vynalézavost ,10. dubna 2021.
  26. (in) „  Práce pokročila směrem k prvnímu letu vynalézavosti na Marsu  “ na blogu Vynalézavost ,12. dubna 2021.
  27. (in) „  March March Helicopter to Make First Flight Attitude Sunday  “ , NASA ,9. dubna 2021
  28. „  Vrtulník vynalézavosti vzlétne z Marsu, prvního poháněného letu na jinou planetu,  “ na nouvelleobs.com , The Obs ,19. dubna 2021(zpřístupněno 19. dubna 2021 ) .
  29. Tony Greicius , „  Vynalézavost helikoptéry Mars zaznamenává druhý úspěšný let  “ , NASA ,22. dubna 2021(zpřístupněno 23. dubna 2021 )
  30. (in) „  Připravujeme se na třetí let vynalézavosti  “ ,22. dubna 2021.
  31. (in) „  Vynalézavost březnového vrtulníku NASA letí rychleji, dále na třetím letu  “ ,25. dubna 2021.
  32. (in) Kenneth Chang , „  Březnový vrtulník NASA znovu letí a získává novou práci - před úspěšným čtvrtým letem agentura annoncé That Would Ingenuity pokračuje v letu nad původní měsíční misi.  » , The New York Times ,30.dubna 2021(zpřístupněno 30. dubna 2021 )
  33. (en) mars.nasa.gov , „  Vynalézavost dokončí svůj čtvrtý let  “ , na mars.nasa.gov (přístup 30. dubna 2021 )
  34. „  Vesmír: první zvukové záznamy letu Vynalézavosti na Mars  “ , Le Monde.fr ,8. května 202(zpřístupněno 8. května 2021 )
  35. „  Prostor. NASA dokáže zaznamenat zvuk produkovaný vrtulníkem Ingenuity na Marsu  “ , mezinárodní Courrier ,8. května 2021(zpřístupněno 8. května 2021 )
  36. Mike Wall, „  Vynalézavost vrtulníku NASA NASA přistává na novém letišti po 5. letu  “ , Space.com ,8. května 2021(zpřístupněno 8. května 2021 )
  37. Håvard Grip ( překl.  „Přežití anomálie letu: co se stalo při šestém letu vynalézavosti“), „  Přežití anomálie letu: Co se stalo, šestý let vynalézavosti  “ na programu NASA Mars Exploration Program ,27. května 2021(zpřístupněno 27. května 2021 )
  38. (in) NASA / JPL ( trans.  Pictures from the rover Perseverance), „  Images from the March Perseverance Rover  “ na mars.nasa.gov (zpřístupněno 8. června 2021 )
  39. (in) NASA / JPL ( trans.  Vol 7 Overview of Ingenuity ) „  Ingenuity Flight 7 Preview  “ na mars.nasa.gov (zpřístupněno 8. června 2021 )
  40. (in) NASA / JPL ( trans.  Yet another successful flight), „  Another successful Flight  “ , on Twitter (přístup 9. června 2021 )
  41. (in) „  NASA JPL on Twitter  “ na Twitteru (přístup 22. června 2021 )
  42. (in) mars.nasa.gov, „  Images from the March Perseverance Rover  “ na mars.nasa.gov (přístup 23. června 2021 )
  43. Teddy Tzanetos ( překlad Úspěch letu 8, aktualizace softwaru  a další kroky), „  Úspěch letu 8, aktualizace softwaru a další kroky  “ , na Mars Helicopter Tech Demo , NASA,25. června 2021(zpřístupněno 25. června 2021 )
  44. (in) Håvard Grip, hlavní pilot a Bob Balaram, hlavní inženýr v Jet Propulsion Laboratory NASA, „  Jdeme na let 9  “ na mars.nasa.gov (přístup 3. července 2021 )
  45. (in) mars.nasa.gov, „  Images from the March Perseverance Rover  “ na mars.nasa.gov (přístup k 5. červenci 2021 )
  46. (in) „  https://twitter.com/nasajpl/status/1412092497552019458  “ na Twitteru (přístup 5. července 2021 )
  47. „  Vrtulník vynalézavosti NASA zahájí novou demonstrační fázi  “ , na NASA ,30.dubna 2021(zpřístupněno 3. května 2021 )
  48. (en) Withrow-Maser Shannah, Koning, Witold, Kuang, Winnie, Johnson, Wayne R a kol. , „  Nedávné snahy Povolení Martian rotorového letadla mise  “ , článek ve sborníku ,ledna 2020, str.  1–10 ( číst online ).

Bibliografie

  • (en) J. (Bob) Balaram a kol. (8. – 12. Ledna 2018). „  Demonstrátor technologie vrtulníků Mars  “ (pdf) v roce 2018 Konference AIAA Atmosférická letová mechanika  : 18 s.  - Podrobné technické vlastnosti, popis provedených studií a testů.
  • (en) NASA, přistávací lis pro vynalézavost vrtulníku Mars , NASA,Leden 2021, 33  str. ( číst online [PDF] ) - Press kit NASA na vrtulníku Vynalézavost .
  • (en) Andrew J. Ball, James RC Garry, Ralph D. Lorenz a Viktor V. Kerzhanovichl, Planetary Landers and entry Probes , Cambridge University Press,2007( ISBN  978-0-521-12958-9 ).
  • (en) Shannah Withrow-Maser , Witold Koning , Winnie Kuang a Wayne R. Johnson , „  Nedávné úsilí umožňující misi na marťanských rotorových letadlech  “ , konferenční příspěvek ,ledna 2020, str.  1–10 ( číst online )Proveditelnost vrtulníku Martien studie druhé generace ( 1 st generace vynalézavost ).

Podívejte se také

Související články

Videa

  • Video z testů nasazení vrtulníků na Marsu.

  • Animace zobrazující let vrtulníku.