Изобретательность (вертолет)
-
История и разработка
- Ingenuity, автономный вертолет НАСА, эксплуатировался на Марсе с 2021 по 2024 год.
- Первый полет состоялся 19 апреля 2021 года, став первым управляемым полетом к внеземным цивилизациям.
- Разработан Лабораторией реактивного движения НАСА (JPL) в сотрудничестве с другими организациями.
-
Доставка и посадка
- Ingenuity был доставлен на Марс 18 февраля 2021 года на марсоходе Perseverance.
- Посадка произошла 18 января 2024 года, после чего миссия была завершена.
-
Полеты и достижения
- Ingenuity совершил 72 полета, преодолев более 17 километров.
- Полет продолжался два часа, восемь минут и 48 секунд.
- Вертолет исследовал области, представляющие интерес для марсохода, и усовершенствовал методы навигации.
-
Проблемы и завершение миссии
- 18 января 2024 года лопасти несущего винта были повреждены, что привело к длительной посадке.
- Неделю спустя НАСА объявило об окончании миссии.
-
Концепция и интеграция
- Разработка началась в 2012 году, финансирование получено в 2015 году.
- В 2018 году вертолет был включен в миссию «Марс-2020».
- В 2019 году прошли летные испытания на Земле.
-
Команда разработчиков
- Команда Ingenuity включала 65 сотрудников JPL и 150 сотрудников других организаций.
- Ключевые сотрудники: Мими Аунг, Боб Баларам, Тимоти Кэнэм и другие.
-
Возражения и поддержка
- Некоторые руководители НАСА и ученые выступали против использования вертолета.
- В 2021 году команда Ingenuity получила награды за исследование космоса.
- В 2022 году НАСА продлило поддержку Ingenuity на 30 лет.
-
Конструкция и характеристики
- Ingenuity состоит из прямоугольного фюзеляжа и двух соосных несущих винтов диаметром 1,21 м.
- Вертолет оснащен солнечной батареей и четырьмя посадочными опорами.
- Высота автомобиля составляет 0,49 м.
-
Условия на Марсе
- Низкая гравитация Марса и разреженная атмосфера затрудняют создание подъемной силы.
- Лопасти должны вращаться со скоростью 2400-2900 об/мин для поддержания изобретательности.
-
Авионика и электроника
- Вертолет использует датчики Bosch BMI-160 и Murata SCA100T-D02 для навигации.
- Для подзарядки аккумуляторов используется солнечная панель размером 425×165 мм.
- Процессор Qualcomm Snapdragon 801 управляет алгоритмом визуальной навигации.
-
Телекоммуникационная система
- Вертолет использует радиолинии Zigbee для передачи данных на расстояния до 1000 м.
- Всенаправленная антенна весит 4 грамма.
-
Фотоаппараты и фотосъемка
- Ingenuity оснащен камерами Sony IMX214 и Omnivision OV7251.
- Цветная камера RTE не обязательна для полетов, навигационная камера работает непрерывно.
- По состоянию на 16 декабря 2021 года опубликовано 2091 черно-белое и 104 цветных изображения.
-
Программное обеспечение и управление
- Вертолет использует автономное управление и телероботическое планирование.
- Программное обеспечение можно обновлять удаленно для исправления ошибок и добавления новых возможностей.
-
История операций
- 21 марта 2021 года Ingenuity поднялся с марсохода на поверхность Марса.
- 8 апреля 2021 года вертолет провел тест на низкоскоростное вращение.
- 16 апреля 2021 года прошел тест на вращение несущего винта на полной скорости.
- 30 апреля 2021 года состоялся первый полет, который включал фотографирование марсохода.
- Последующие полеты становились все более масштабными.
-
Этап демонстрации операций
- Цель миссии сместилась в сторону поддержки научной миссии марсохода.
- 7 мая Ingenuity перелетела на новую посадочную площадку.
-
Продление миссии и новые цели
- Миссия Ingenuity продлена на неопределенный срок после 12 полетов.
- После 21 полета НАСА заявило о продолжении полетов каждые две-три недели до следующего сентября.
- Новая цель вертолета — пересеченная местность дельты реки Езеро.
-
Обновления и улучшения
- Обновления программного обеспечения устранили ограничение высоты полета и улучшили понимание местности.
- Заместитель администратора НАСА отметил прогресс в понимании возможностей вертолета.
-
Проблемы и решения
- Более продолжительная летная карьера продлилась до марсианской зимы.
- Летная группа приказала Ingenuity тестировать несущий винт при 2800 оборотах в минуту.
- В середине октября 2021 года вертолет оставался неподвижным, еженедельно сообщая о состоянии.
-
Проблемы с питанием и связью
- В мае 2022 года вертолет перестал выходить на связь из-за сбоя в питании.
- В июне 2022 года датчик наклона перестал работать, использовался инерциальный измерительный блок.
- В январе 2023 года вертолет начал получать достаточно солнечной энергии для полетов.
-
Завершение миссии
- В январе 2024 года вертолет завершил демонстрацию операций и миссию.
- 25 января 2024 года миссия официально завершена.
- Ingenuity продолжит сбор данных до 20 лет.
-
Будущие миссии и концепции
- В настоящее время нет планов по отправке новых научных лабораторий на Марс.
- Предложена идея создания будущих марсианских вертолетов для сбора образцов.
- Ingenuity выбран прототипом для будущих вертолетов-сборщиков.
-
Задача Mars Science Helicopter
- Разработка технологии для размещения научных грузов на винтокрылых платформах на Марсе
- Расширение возможностей для мезомасштабного планетарного доступа
-
Основные направления исследований
- Конфигурации винтокрылых аппаратов для перевозки и развертывания полезной нагрузки
- Прогнозирование технологических достижений в авионике, аккумуляторах, системах питания и навигационных алгоритмах
- Наземный демонстрационный испытательный стенд для оценки интеграции авионики и полезной нагрузки
-
Mars Aerial and Ground Global Intelligent Explorer (MAGGIE)
- Компактный летательный аппарат с неподвижным крылом
- Предложен в ходе отбора NIAC в 2024 году
-
Дань уважения братьям Райт
- Первый полет на вертолете Mars Ingenuity назван «моментом братьев Райт»
- Небольшой кусочек ткани крыла Wright Flyer прикреплен к тросу под корпусом Ingenuity
- НАСА назвало первую взлетно-посадочную полосу Ingenuity Wright Brothers Field
-
Другие проекты и концепции
- Предложение по созданию роботизированного летательного аппарата Mars ARES
- Соосные несущие винты
- Полет роботизированного винтокрылого летательного аппарата Dragonfly к спутнику Сатурна Титану запланирован на 2028 год
- Исследование Марса
- Список искусственных объектов на Марсе
- Пилотируемая орбитальная станция Mars
- Предложение Sky-Sailor по созданию роботизированного марсианского самолета
- Самолет на солнечных батареях
- Вега – космическая программа СССР, включавшая первый полет на воздушном шаре к Венере в 1985 году
-
Дополнительные ресурсы
- Веб-страница марсианского вертолета НАСА
- Журнал полетов марсианского вертолета НАСА
- Демонстратор вертолетной техники Mars Helicopter
- Первое видео с полетом вертолета NASA Ingenuity на YouTube
- Карта маршрутов настойчивости
- Книга AIAA «Исследование планет с помощью изобретательности и стрекозы»
- Исходный код программы, стоящей за Джинни, на странице НАСА на GitHub