Jak marsjański śmigłowiec Ingenuity zakończył swoją misję

Inżynierowie z Jet Propulsion Laboratory NASA i AeroVironment kończą szczegółową ocenę końcowego lotu śmigłowca Ingenuity Mars Helicopter, który odbył się 18 stycznia 2024 r. Był to pierwszy helikopter, który unosił się nad obcym światem.

.Zaprojektowany do wykonania pięciu eksperymentalnych lotów testowych w ciągu 30 dni, Ingenuity był pierwszym statkiem powietrznym na innej planecie. Działał przez prawie trzy lata, wykonał 72 loty i przemieścił się ponad 30 razy dalej niż planowano, unosząc się nad Marsem łącznie ponad dwie godziny.

Jak wskazują naukowcy z NASA, dochodzenie wykazało, że niezdolność systemu nawigacji Ingenuity do dostarczania dokładnych danych podczas lotu prawdopodobnie spowodowała łańcuch zdarzeń, które zakończyły misję. Badacze są przekonani, że opracowany raport pomoże w innych misjach marsjańskich śmigłowców, a także innym statkom powietrznym zaprojektowanym do działania na obcych światach.

.Lot 72 został zaplanowany jako krótki skok pionowy w celu oceny systemów lotu helikoptera i sfotografowania otaczającego obszaru. Dane pokazały, że Ingenuity wzniósł się na wysokość 12 metrów, zawisł w powietrzu i wykonał zdjęcia.

Po 19 sekundach rozpoczął opadanie, a po 32 śmigłowiec znalazł się z powrotem na powierzchni, a łączność została przerwana. Powróciła ona następnego dnia, a zdjęcia pozyskane sześć dni po locie ujawniły, że Ingenuity doznał poważnych uszkodzeń łopat wirnika.

„Badając wypadek z odległości 100 milionów kilometrów, nie masz żadnych czarnych skrzynek ani naocznych świadków. Chociaż dostępnych jest wiele scenariuszy, mamy jeden, który uważamy za najbardziej prawdopodobny – brak tekstury powierzchni dał systemowi nawigacji zbyt mało informacji do pracy” – mówi Håvard Grip z Jet Propulsion Laboratory.

.System nawigacji wizyjnej helikoptera został zaprojektowany do śledzenia wizualnych cech powierzchni za pomocą kamery skierowanej w dół na skalisty, ale płaski teren. Ta ograniczona zdolność śledzenia była wystarczająca dla pierwszych pięciu lotów, ale przy 72 śmigłowiec znajdował się w rejonie krateru Jezero wypełnionego stromymi, stosunkowo pozbawionymi cech fałdami piasku.

Jednym z głównych wymagań systemu nawigacji było zapewnienie szacunkowych prędkości, które pozwoliłyby helikopterowi wylądować w niewielkim zakresie prędkości pionowych i poziomych. Dane przesłane podczas ostatniego lotu pokazują, że około 20 sekund po starcie system nawigacyjny nie mógł znaleźć wystarczającej liczby elementów powierzchni do śledzenia położenia.

Zdjęcia wykonane po wskazują, że błędy nawigacyjne spowodowały dużą prędkość poziomą przy przyziemieniu. W najbardziej prawdopodobnym scenariuszu, silne uderzenie w piaszczyste zbocze spowodowało przechylenie i obrót Ingenuity.

.Jak tłumaczą inżynierowie, gwałtowna zmiana położenia spowodowała, że szybko obracające się łopaty wirnika zostały obciążone ponad ich limity projektowe, i wszystkie cztery zostały połamane w ich najsłabszym punkcie – około jednej trzeciej długości przed końcem. Uszkodzone łopaty spowodowały nadmierne wibracje w układzie wirnika, wyrywając pozostałą jedną łopatę i generując nadmierne zapotrzebowanie na moc, co doprowadziło do utraty łączności.

Chociaż lot 72 trwale uziemił Ingenuity, helikopter nadal wysyła dane pogodowe i testowe awioniki do łazika Perseverance mniej więcej raz w tygodniu. Informacje te mogą być przydatne dla przyszłych misji na Czerwoną Planetę. Dane dotyczące awioniki już są wykorzystywane przez naukowców pracujących nad przyszłymi projektami samolotów i innych pojazdów mających działać na Czerwonej Planecie.

.Zainspirowani długowiecznością Ingenuity, inżynierowie NASA testują obecnie mniejsze i lżejsze części, które mogły zostać wykorzystane w projektach pojazdów, które będą służyły do przeprowadzenia misji pobierania próbek i transportu ich na Ziemię. Dane pomagają również tworzyć przyszłą generację helikopterów badających obce światy.

Oprac. EG