Mai 26, 2022

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Der Mars Creativity Helicopter fliegt seit mehr als einem Jahr

Der Mars Creativity Helicopter fliegt seit mehr als einem Jahr
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Wenn es flog, und das war zu groß WennInnerhalb von 31 Tagen wird der kleine Helikopter maximal fünfmal über den Marshimmel fliegen.

Aber im vergangenen Jahr ist der entzückende kleine Hubschrauber namens Ingenuity umgezogen Marshimmel 28 malEs übertrifft die Erwartungen bei weitem und gibt den Wissenschaftlern eine neue Perspektive auf den Roten Planeten. In den letzten 13 Monaten bin ich insgesamt fast eine Stunde in der Luft geblieben, habe fast 4,3 Meilen zurückgelegt, hatte eine Höchstgeschwindigkeit von 12,3 Meilen pro Stunde und erreichte eine Höhe von 39 Fuß.

Sie durchquerte Krater, nahm Bilder schwer zugänglicher Gebiete auf der Erde auf und war eine überraschend flexible Entdeckerin, die sich an die sich ändernde Atmosphäre des Mars anpasste und raue Staubstürme und kalte Nächte überlebte.

Jetzt befürchten Ingenieure und Wissenschaftler des Jet Propulsion Laboratory der NASA, dass sich ihre vier Pfund schwere, solarbetriebene Drohne auf dem Mars dem Ende ihrer Lebensdauer nähert.

Winter auf dem Mars. Staub steigt auf, bedeckt die Solarmodule von Ingenuity und verhindert, dass sie die sechs Lithium-Ionen-Batterien vollständig aufladen. In diesem Monat, zum ersten Mal seit der Landung auf dem Mars vor über einem Jahr, Einfallsreichtum Eine geplante Kommunikationssitzung verpasst Mit Ausdauer sendet der Mars-Rover, auf den Sie sich verlassen, Daten und empfängt Befehle von der Erde.

Was ist neu an der Percy-Marssonde?

Wird staubbedeckte Kreativität einen Marswinter überleben, in dem die Temperaturen routinemäßig unter -100 Grad Fahrenheit fallen? Und wenn nicht, wie erinnert sich die Welt an den kleinen Hubschrauber, dessen Entwicklung 80 Millionen US-Dollar und mehr als fünf Jahre für Konstruktion und Bau gekostet hat? Diejenigen, die dem Projekt nahe stehen, sagen, dass es schwierig ist, seine Errungenschaften zu überschätzen, wenn sich die Zeit der Kreativität nähert.

„Der Helikopter hat diese anfänglichen Erwartungen weit übertroffen“, sagte Laurie Glaese, Direktorin der Planetary Science Division der NASA, gegenüber der Washington Post.

Angesichts der dünnen Marsatmosphäre waren sich die Wissenschaftler und Ingenieure, die an der Kreation arbeiteten, überhaupt nicht sicher, ob das Experiment funktionieren würde. Thomas Zurbuchen, stellvertretender Direktor des Science Mission Directorate der NASA, Sagte er damals Es war ein Versuch, der die NASA zwang, „die richtige Linie zwischen Wahnsinn und Innovation“ zu finden.

Als also der Erstflug am 19. April 2021 erfolgreich war, Die NASA kündigte es als die Gebrüder Wright an Heutzutage. Als Schätzung ließ Ingenuity ein briefmarkengroßes Stück Stoff aus dem Flugzeug der Brüder, bekannt als Flyer, an einem Kabel unter dem Solarpanel befestigen.

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Kreativität reiste zum Mars, der an den Boden gebunden war Perseverance Rover, Star der neuesten Mars-Mission der NASA. Nachdem sie in sieben Monaten 300 Millionen Meilen zurückgelegt hatte, landete Perseverance in a Dramatischer Rückgang im Februar 2021 Unter einem Regenschirm, in den ein Geheimcode eingeschlichen war, stand „Dare Mighty Things“.

Der Rover, etwa so groß wie ein SUV, ist in einer Region des Mars gelandet, die als Jezero-Krater bekannt ist und einst Wasser enthielt und Hinweise auf die Geschichte des Planeten und darauf geben könnte, ob dort Leben existierte. Der Rover sammelt Gesteins- und Bodenproben, die die NASA bei einer zukünftigen Mission ebenfalls zur Erde zurückbringen möchte. Mit ihren sieben Werkzeugen Um wissenschaftliche Experimente durchzuführen und neue Technologien zu testen.

Die Kreativität war so etwas wie ein Add-on, eine technische Demonstration, die für zukünftige Missionen nützlich sein und es den Wissenschaftlern der Weltraumbehörde ermöglichen könnte, mehr Marslandschaften zu erkunden, als sie es allein auf der Erde könnten.

Aber eine selbstfahrende Drohne auf dem Mars zu fliegen, wäre sehr schwierig. Die Dichte der Atmosphäre beträgt nur 1 Prozent der Dichte der Erde. Um Auftrieb zu erzeugen, müssen sich die vier Fuß breiten Rotorblätter des Hubschraubers mit einer erstaunlichen Geschwindigkeit drehen – 2.500 Umdrehungen pro Minute.

„Wir haben es als Experiment gebaut“, sagte Gilles. „Also hatte es nicht unbedingt die flugqualifizierenden Teile, die wir bei großen Missionen wie Ausdauer verwenden.“ einige wie Als Komponenten von Smartphoneswurden von der Stange gekauft, also „bestand die Möglichkeit, dass sie in der Umgebung nicht so funktionieren würden, wie wir es erwartet hatten. Und so bestand das Risiko, dass es nicht funktionieren würde.“

Während die Kreativität weitergeht, beginnen die Controller vor Ort zu erkennen, dass ihr kleines Projekt Großes bewirken kann. Vor ihrem fünften Flug, hmm schrieb in einem Blogbeitrag, dass „Unser Helikopter ist leistungsstärker, als wir gehofft hatten. Das Stromversorgungssystem, um das wir uns seit Jahren Sorgen machen, liefert mehr als genug Energie, um unsere Heizungen nachts laufen und tagsüber fliegen zu lassen. Die handelsüblichen Komponenten unserer Führungs- und Navigationssysteme funktionieren großartig, und unser Rotorsystem auch. Sie nennen es. Und es funktioniert genauso gut oder besser.“

Mit fortschreitender Leistung sind Wissenschaftler der NASA zunehmend von der Idee fasziniert, dass dieser Helikopter ein integraler Bestandteil der Mission werden könnte.

„Was passierte, war, und das ist wirklich entscheidend, nachdem sich die Ingenuity auf diesen ersten fünf Flügen wirklich gut geschlagen hatte, kam das Wissenschaftsteam von Perseverance zu uns und sagte: ‚Wissen Sie, wir wollen, dass dieser Hubschrauber weiter arbeitet, um uns dabei zu helfen Exploration und unsere wissenschaftlichen Ziele.

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Also beschloss die NASA, weiter zu fliegen.

Auf seiner sechsten Reise stieß die Kreativität auf ein Problem. Der Helikopter navigiert mit einer Kamera, die 30 Bilder pro Sekunde vom darunter liegenden Gelände aufnimmt, jeweils mit Zeitstempel. Der Algorithmus sagt voraus, was die Kamera in diesem bestimmten Moment sehen sollte, basierend auf Fotos, die kurz zuvor aufgenommen wurden. Es berechnet dann die Differenz zwischen dem erwarteten Standort und dem tatsächlichen Standort der Grundstücke, um deren Position, Geschwindigkeit und Höhe zu korrigieren.

Aber auf dieser Reise waren die Zeitstempel falsch. Infolgedessen sah die Kreation aus, als würde sie von einem betrunkenen Fahrer gefahren, „der seine Geschwindigkeit anpasste und sich in einem wackeligen Muster hin und her lehnte“. Die NASA sagte im Blog.

Es war jedoch in der Lage, innerhalb von 16 Fuß von seinem Ziel sicher zu landen, aufgrund „der großen Anstrengungen, die erforderlich waren, um sicherzustellen, dass das Flugsteuerungssystem des Hubschraubers einen ‚großen Stabilitätsspielraum‘ hatte“, schrieb die NASA Sinn, Kreativität durchdrang die Situation.“ .“

Flug 9 im Juli war ebenfalls ein „Nägelkauen“, schrieb die NASA. Nicht nur, weil Ingenuity Rekorde in Flugdauer und Fluggeschwindigkeit brach, sondern weil es über einen Vulkankrater flog, „wäre ein Gebiet namens ‚Séítah‘ mit einem Landfahrzeug wie dem Perseverance-Rover schwierig zu durchqueren“, schrieb die NASA in ihrem Blog.

Da der Ingenuity als Tech-Demo konzipiert wurde, haben die Ingenieure ihn so konzipiert, dass er über weitgehend flaches Gelände fliegt und mit der Bordkamera einfacher navigiert werden kann. Aber für diese Reise muss die Kreativität in den Krater des Vulkans eintauchen. Dies erforderte, dass er seine Geschwindigkeit reduzierte und die Ingenieure seinen Navigationsalgorithmus modifizierten. Der Flug war ein Erfolg, und Ingenuity war in der Lage, Farbbilder des Gebiets erneut zu übertragen, einschließlich eines Standorts, von dem einige glauben, dass er „einige der tiefsten Wasserumgebungen im alten Jezero-See aufzeichnen könnte“, schrieb die NASA. „Aufgrund des engen Aufgabenplans ist es wahrscheinlich, dass sie diese Felsen nicht mit dem Rover besuchen können, sodass Ingenuity möglicherweise die einzige Möglichkeit darstellt, diese Lagerstätten im Detail zu untersuchen.“

Seitdem geht die Kreativität weiter und überwindet Hürde um Hürde. Irgendwann im September fand er heraus, dass es ein Problem mit dem Motor gab Außerhalb des Vorflugs „Und sie hat genau das getan, was sie tun sollte: Sie hat den Flug storniert.“

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Etwa einen Monat später war das Problem behoben und ich bin wieder auf der Fahrt.

Im April machte er eine weitere Entdeckung – den Fallschirmüberflug, der die Sonde bei ihrem Abstieg auf den Mars verlangsamte, und entdeckte die Trümmer der Granate, die den Rover geschützt hatte, als er auf die Marsoberfläche abstieg. Auf einem anderen Planeten saßen zwei von Menschenhand geschaffene Objekte, die Bilder „hatten mich einfach erstaunt“, sagte Gleese. In der Vergangenheit konnte die NASA Fahrzeuge auf der Marsoberfläche mit Raumfahrzeugen in entfernten Umlaufbahnen beobachten. Aber hier waren Instrumententeile aus nächster Nähe in einer so hohen Auflösung zu sehen, dass das in der Rutsche codierte „starke Zeug“ durch eine dünne Schicht aus rotem Marsstaub sichtbar war.

Dann, 10 Tage später, am 29. April, nahm sie ihren bisher letzten Flug, Nr. 28, einen kurzen Viertelmeilenflug von zweieinhalb Minuten. Jetzt fragt sich die NASA, ob dies die letzte sein wird.

Die Weltraumbehörde glaubt, dass die Unfähigkeit des Hubschraubers, seine Batterien vollständig aufzuladen, dazu führte, dass der Hubschrauber in einen Zustand mit geringer Leistung überging. Als sie einschlief, wurde die Borduhr des Helikopters zurückgesetzt, so wie die Uhren zu Hause nach einem Stromausfall funktionieren. Als am nächsten Tag die Sonne aufging und die Batterien aufzuladen begannen, war der Hubschrauber nicht mehr synchron mit dem Rover: „Im Wesentlichen hat die Basisstation des Rovers nicht zugehört, als Ingenuity dachte, es sei Zeit, Perseverance anzurufen“, NASA schrieb.

Dann tat die NASA etwas Ungewöhnliches: Beharrliche Missionsleiter wurden angewiesen, etwa den 5. Mai damit zu verbringen, dem Hubschrauber zu lauschen.

Endlich ein wenig Kreativität zu Hause.

Die NASA sagte, die Funkverbindung sei „stabil“, der Hubschrauber in gutem Zustand und die Batterie zu 41 Prozent geladen.

Aber, wie die NASA warnte: „Eine Funkkommunikationssitzung bedeutet nicht, dass die Kreativität aus dem Gröbsten heraus ist. Das Aufladen von (photosynthetischem) Staub in der Luft bedeutet, die Batterien des Hubschraubers auf ein Niveau aufzuladen, das es wichtigen Komponenten (wie der Uhr und den Heizungen) ermöglicht, Die ganze Nacht aktiv zu bleiben, ist eine ziemliche Herausforderung.“ .

Vielleicht fliegt die Kreativität wieder. Vielleicht nicht.

„Zum jetzigen Zeitpunkt kann ich Ihnen nicht sagen, was als nächstes passieren wird“, sagte Gilles. „Wir arbeiten immer noch daran, einen Weg zu finden, es wieder zu fliegen. Aber Ausdauer ist die Hauptaufgabe, also müssen wir anfangen, unsere Erwartungen angemessen zu setzen.“