Die NASA plant für Montag ihren ersten Testhubschrauberflug zum Mars – Spaceflight Now

Eine Kamera auf Perseverances Mastcam-Z hat dieses Foto eines Ingenuity-Hubschraubers am 9. April aufgenommen. Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech / ASU

Nach einiger Fehlerbehebung über große Entfernungen wird der Ingenuity Mars-Hubschrauber der NASA am Montag seinen ersten Flug in eine andere Welt versuchen. Dies könnte die Tür zu einer neuen Ära des interplanetaren Luft-Scouting öffnen.

Die Ingenieure des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Kalifornien haben am Sonntag die Befehle für den Ingenuity-Testflug gesendet und damit den Weg für den Start in einem kurzen Sprung auf und ab um 3:31 Uhr morgens (0731 GMT) am Montag geebnet.

Es dauert ungefähr drei Stunden, bis die Bodenteams Daten erhalten, die das Ergebnis des Fluges bestätigen. Die Signale werden vom Hubschrauber zum hartnäckigen Rover zurückgeworfen, der die Drohne am 3. April auf die Marsoberfläche startete, und dann zu einem Orbiter, der über den Kopf fliegt, um Daten zur Erde zu übertragen.

NASA TV wird ab Montag um 6:15 Uhr EDT (1015 GMT) Live-Berichterstattung vom JPL Operations Center übertragen, während die Beamten auf Daten zu den Ergebnissen des Ingenuity-Sprungs warten. Sobald die Daten fließen, analysieren die Ingenieure die Signale auf die Alarmsignatur, die der Hubschrauber erfolgreich aufgenommen und gelandet hat.

Dann würden Bilder von den Kameras an Bord zur Erde zurückfließen, und die Kameras im Tenacity Wagon überwachen den Flug aus einer Entfernung von etwa 60 Metern.

NASA-Beamte erwarten, dass der vollautomatische Flug am Montag etwa 40 Sekunden dauern wird, da die Drohne in etwa 3 Metern Höhe startet, kurz dort schwebt und sich dann in eine andere Richtung dreht, bevor sie erneut auf vier Kohlenstoffkohlen landet. Faserbeine.

Die ersten Bilder von der Schwarz-Weiß-Navigationskamera des Hubschraubers könnten kurz nach dem Testflug am Montag zur Erde zurückkehren. Dann geht das Fahrzeug schlafen und lädt seine Batterien auf, bevor die Farbbilder gesendet werden.

Währenddessen versucht die hochauflösende Vergrößerungskamera am Mast des Perseverance-Rovers, Standbilder und Videos des Hubschraubers aufzunehmen.

“Wir sind sehr aufgeregt”, sagte Tim Canham, Leiter Ingenuity Operations bei JPL. “Es könnte ein erstaunlicher Tag werden. Wir sind alle nervös, aber wir sind zuversichtlich, dass wir Arbeit und Zeit investieren und die richtigen Leute haben, um die Arbeit zu erledigen.”

Wenn der erste Flug so erfolgreich ist, wie die NASA hofft, könnte Ingenuity in den folgenden Wochen noch vier Mal fliegen und mutigere Einblicke in den Flug geben, bevor die Testflugkampagne im nächsten Monat beendet wird. Dann möchte die NASA die Beharrlichkeit befreien, ihre primäre wissenschaftliche Mission fortzusetzen, Proben von Marsgesteinen zu finden und zu sammeln, um schließlich zur Erde zurückzukehren.

Lori Glaze, Leiterin des NASA Department of Planetary Sciences, beschrieb den Innovation Helicopter als ein Experiment mit “hohem Risiko und hoher Belohnung”, das den Weg für zukünftige Luftfahrzeuge zur Erforschung des Mars und anderer Planeten ebnen könnte.

Die Masse des 80 Millionen Dollar teuren Ingenuity-Hubschraubers beträgt nur 1,8 Kilogramm. Es wiegt 4 Pfund auf der Erde oder 1,5 Pfund in der Marsgravitation, aber seine leichten Blätter sollten eine atmosphärische Auftriebskraft erzeugen, die weniger als 1% der Erddichte auf Meereshöhe beträgt.

Bobby Brown, Direktor für Planetenforschung am Jet Propulsion Laboratory, sagte, der Hubschrauber und sein Support-Team auf der Erde würden versuchen, den “Moment der Wright Brothers” in einer anderen Welt zu produzieren.

In Anerkennung des Fluges von Ingenuity als weiterer Flyer installierte die NASA ein portogroßes Stück Stoff aus dem ersten Flugzeug der Wright Brothers, dem Flyer, in einem Mars-Hubschrauber. Während seines Jungfernfluges in Kitty Hawk, North Carolina, am 17. Dezember 1903 bedeckte Stoff einen der Flügel des Flugzeugs.

Ein weiteres Stück Stoff und ein Stück Brennholz vom Wright Flyer flogen 1969 auf der Apollo 11-Mission zum Mond. Während die Gebrüder Wright Stoff und Holz für ihre Flugzeuge verwendeten, besteht die Kreativität aus Kohlefaserleder und „exotischen Metallen“. Sagte Bob Palram, Chefingenieur von Ingenuity im Jet Propulsion Laboratory.

Thomas Zurbuchen, wissenschaftlicher Leiter der NASA, beschrieb den ersten Flugversuch von Ingenuity als “einen historischen Moment mit Analoga im Jahr 1903 – in dem die Flugsteuerung auf einem anderen Planeten durchgeführt wurde”.

Seit der Ausdauer den Ingenuity-Hubschrauber Anfang dieses Monats aus dem Bauch gerissen hat, hat der Hubschrauber bewiesen, dass er seine Batterien mithilfe von Sonnenkollektoren aufladen und in einer kalten Marsnacht warm halten kann. Bodenteams schickten auch den Befehl, die Rotorblätter, die sich von Ende zu Ende über ungefähr 1,2 Meter erstrecken, für einen Rotationstest mit niedriger Drehzahl von 50 U / min zu entriegeln.

Es gab jedoch ein Problem, das dazu führte, dass die Rotorstartsequenz der Drohne auf die Marsoberfläche verkürzt wurde, während am 9. April versucht wurde, mit hoher Geschwindigkeit zu umkreisen. Der Schnelltest der Anti-Spin-Ingenuity-Klingen sollte der endgültige Ausgang sein, bevor die Beamten zum ersten Hubschrauberflug übergehen. Dann ist es für den 11. April geplant.

Die Befehlssequenz für den Hochgeschwindigkeitsrotationstest endete früh, als der Hubschrauber laut NASA versuchte, den Flugcomputer vom “Vorflug” -Modus in den “Flug” -Modus umzuschalten. Ein Zeitsteuerungssystem zur Überwachung der Befehlskette vor Abschluss des Rotationstests ist abgelaufen, was zur vorzeitigen Beendigung des Hubschrauberrotationstests führt.

Die Teams von JPL haben zwei Taktiken entwickelt, um das Befehlssequenzproblem zu lösen. Ein Ansatz besteht darin, die Befehlssequenz zu ändern, um das Timing des Übergangs des Hubschraubers vom Vorflugmodus in den Flugmodus zu ändern, so MiMi Aung, Ingenuity Project Manager.

Eine andere Lösung besteht darin, dass die Bewegung deaktiviert ist und den ersten Flug des Hubschraubers verzögert. Diese Option besteht darin, modifizierte Software auf dem Ingenuity-Flugcomputer neu zu installieren und den Code zu ersetzen, der seit fast zwei Jahren perfekt für den Hubschrauber funktioniert, schrieb Ong in einem Beitrag auf der NASA-Website.

Das Flugerlebnis mit der modifizierten Befehlssequenz ist einfacher und am Freitag wurde ein erfolgreicher Hochgeschwindigkeits-Spin-Test der Rotoren des Hubschraubers auf fast 2.500 U / min bestanden. Der Test zeigte, dass die Lösung es dem Hubschrauber ermöglichen würde, in 85% der Versuche in den Flugmodus zu wechseln und zu starten

“Wir wissen auch, dass wir diese Befehle erneut versuchen können, wenn der erste Versuch am Montag nicht funktioniert, mit einer guten Chance, dass nachfolgende Versuche in den folgenden Tagen erfolgreich sind, auch wenn der erste Versuch nicht funktioniert”, schrieb Ong. “Aus diesen Gründen haben wir uns für diesen Weg entschieden.”

Die Mars-Sonde der NASA machte ein Selfie mit dem Ingenuity-Hubschrauber, der hier auf diesem Foto vom 6. April vom WATSON (topografischer Weitwinkelsensor für Betrieb und Ingenieurwesen) auf SHERLOC (Vermessung Habitable (Umgebungen) 3,9 Meter vom Rover entfernt zu sehen ist mit Raman und Lumineszenz für organische Stoffe und Chemikalien) am Ende des langen Roboterarms des Rovers. Das Porträt der Selbstausdauer mit Kreativität besteht aus 62 Einzelbildern, die nach dem Senden an die Erde zusammengefügt werden. Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech / MSSS

In der Zwischenzeit verfolgen die Teams vor Ort weiterhin eine Sicherungsoption, um die Ingenuity-Software zu aktualisieren. Die neue Software wurde bereits mit dem Perseverance-Rover verbunden, der den Code bei Bedarf über eine Funkverbindung zwischen Rover und Hubschrauber an Ingenuity übertragen kann.

“Wenn unsere anfängliche Herangehensweise an das Fliegen nicht funktioniert”, schrieb Ong, “wird der Rover die neue Flugsteuerungssoftware an den Hubschrauber senden.” “Wir werden dann einige zusätzliche Vorbereitungstage benötigen, um die neue Software auf Ingenuity hochzuladen und zu testen, den Rotor in dieser neuen Konfiguration erneut zu testen und für den ersten Flugversuch zu recyceln.”

Ong verglich den Testflugversuch mit einem Raketenstart.

“Wir tun alles, damit es funktioniert, aber wir wissen auch, dass wir möglicherweise aufräumen und es erneut versuchen müssen”, schrieb sie. “Im Ingenieurwesen gibt es immer Unsicherheiten, aber das macht die Arbeit an fortschrittlichen Technologien so aufregend und vorteilhaft. Wir müssen ständig innovieren und Lösungen für neue Herausforderungen entwickeln. Und Dinge ausprobieren, von denen nur andere geträumt haben.”

Ong schrieb: “Kreativität ist eine technologische Erfahrung.” “Daher ist es unser Plan, die Umstände zu verbessern und dabei zu lernen. Wir gehen Risiken ein, die andere Missionen nicht eingehen können, und bewerten jeden Schritt sorgfältig.”

Wenn alles geklappt hätte, würden sich die Kohlefaserflügel etwa 40 Mal pro Sekunde drehen, um den Ingenuity-Hubschrauber vom Boden abzuheben. Die Rotorblätter selbst haben eine Masse von nur 35 Zuwächsen oder etwas mehr als eine Unze Gewicht und sollten sich schneller drehen als Hubschrauberflügel am Boden.

“Ein Hubschrauber fliegt, indem er Auftrieb erzeugt”, sagte Ong. “Auf der Erde wird dies durch Drücken von Luft erreicht, sodass die Blätter die Luft drücken und ein Aufzug erzeugt wird. Auf dem Mars, wo die Dichte der Atmosphäre sehr schwach ist – etwa 1% im Vergleich zu hier -, müssen im Grunde genommen weniger Partikel vorhanden sein Das heißt, es muss sein: “Wir müssen kompensieren … wir müssen uns viel schneller drehen als am Boden.”

Das extrem geringe Gewicht des Hubschraubers in Kombination mit blitzschnellen Steuerungsalgorithmen zur 500-maligen Anpassung des Fluges des Flugzeugs erfordert fortschrittliche Materialien und Rechenfunktionen.

“Wir haben das seit 15 oder 20 Jahren nicht mehr geschafft”, sagte Ong.

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