Cel mai recent zbor cu elicopterul Marte a fost o mare provocare

Animație care arată un elicopter de inovație NASA care zboară pe suprafața lui Marte. credit: NASA

A fost o săptămână de frici sporite pentru echipa Mars Helicopter, în timp ce ne pregătim pentru o provocare majoră de zbor pentru ingeniozitate. Am introdus instrucțiuni pentru zborul care a avut loc luni, 5 iulie la 2:03 a.m. PT și am așteptat nervos rezultatele de pe Marte mai târziu în acea dimineață. Starea de spirit din camera de control a solului a fost încântată când am aflat că Creative era în viață și bine după finalizarea unei drumeții de 2.051 picioare (625 metri) de teren provocator.

Zborul 9 nu a fost ca predecesorii săi. Ne-a doborât propriile recorduri privind durata zborului și viteza zborului și aproape a cvadruplat distanța parcursă între două aeroporturi. Dar ceea ce a deosebit cu adevărat călătoria a fost terenul pe care Ingenuity a trebuit să îl negocieze în 2 minute și 46 de secunde în aer – o zonă numită „Séítah” care ar fi dificil de parcurs cu un vehicul terestru precum roverul Perseverance. Această călătorie este, de asemenea, concepută în mod expres pentru a avea valoare științifică, oferind o primă privire de ansamblu asupra obiectivelor științifice cheie pe care roverul nu le va atinge pentru ceva timp.

Rover-ul Marte al NASA a surprins această imagine a „Séítah” cu camera sa de navigație. Elicopterul Ibdaa al agenției a zburat peste această zonă în timpul celui de-al nouălea zbor, pe 5 iulie. Credit: NASA / JPL-Caltech

Zburând cu ochii deschiși

La fiecare dintre zborurile sale anterioare, Ingenuity a sărit de la aeroport la aeroport pe un teren în mare parte plan. În timp ce planificam zborurile, ne-am asigurat să evităm să zburăm peste un crater. Am început prin scufundare în ceea ce pare a fi un crater puternic erodat, apoi am continuat să coborâm pe teren abrupt și ondulat înainte de a urca din nou pentru a ieși pe o câmpie plană spre sud-vest.

Poate părea ciudat faptul că detaliile terenului sunt la fel de importante ca și pentru un vehicul care circulă prin aer. Motivul are legătură cu sistemul de navigare al Ingenuity și cu ce a fost conceput inițial: o scurtă demonstrație tehnică la un site de testare beta selectat cu atenție.

Când noi, ca oameni, ne uităm la imagini în mișcare ale Pământului, cum ar fi cele realizate de camera de navigație a Ingenuity, avem imediat o înțelegere destul de bună a ceea ce privim. Vedem pietre, valuri, umbre și texturi, iar urcușurile și coborâșurile terenului sunt relativ simple. Cu toate acestea, creativitatea nu are conștientizarea și înțelegerea umană a ceea ce privește. Ea vede lumea prin prisma necunoscutelor individuale – puncte care se mișcă cu timpul – și încearcă să explice mișcarea acelor puncte.

Această hartă arată traseul aproximativ de zbor al elicopterului Mars Innovation al NASA în timpul celui de-al nouălea zbor, pe 5 iulie. Credit: NASA / JPL-Caltech

Pentru a face această sarcină mai ușoară, am oferit algoritmului de navigare al Ingenuity un ajutor: i-am spus că aceste caracteristici sunt toate pe teren plat. Acest lucru a eliberat algoritmul de a încerca să facă diferențe în altitudinea terenului și i-a permis să se concentreze pe interpretarea mișcării caracteristicilor numai prin mișcările elicopterului. Dar complicațiile apar dacă încercăm să zburăm deasupra terenului care nu este chiar plat.

Diferențele de înălțime a terenului vor face ca caracteristicile să călătorească prin câmpul vizual la ritmuri diferite, iar algoritmul de navigare al Ingenuity „presupune” că terenul de dedesubt este plat. Face tot posibilul să explice mișcarea caracteristicilor prin schimbări în mișcările elicopterului, care pot duce la erori. Mai important, poate duce la erori în poziția estimată, determinând elicopterul să zboare într-o direcție diferită de cea prevăzută.

Pregătește-te pentru o plimbare accidentată

Presupunerea că Pământul este plat a fost făcută în proiectarea algoritmului și nu putem face nimic atunci când planificăm zborurile. ce eram noi Ai putea A face acest lucru înseamnă a anticipa problemele care vor apărea datorită acestei presupuneri și a le atenua cât mai mult posibil în ceea ce privește modul în care planificăm călătoriile și parametrii pe care îi oferim pentru program.

Folosim instrumente de simulare care ne permit să studiem în detaliu posibilul rezultat al zborului înainte de a fi efectuat. Pentru zborul 9, ajustarea principală a planului de zbor a fost reducerea vitezei noastre în punctul critic atunci când ne-am scufundat în gaură. Deși a venit în detrimentul prelungirii timpului de zbor, a contribuit la atenuarea erorilor timpurii de direcție care se pot transforma într-o eroare majoră de poziție pe pistă. De asemenea, am modificat câțiva parametri detaliați ai algoritmului de navigație pe care nu am fost nevoiți să-i atingem încă la zborurile anterioare. Și am construit un aeroport mult mai mare decât zborurile anterioare, cu o rază de 50 de metri. Am ajuns să aterizăm la aproximativ 47 de metri de centrul acelui aeroport.

Săptămâna viitoare, ingeniozitatea va trimite imagini color pe care oamenii de știință de persistență le vor aștepta cu nerăbdare să studieze. Aceste imagini au surprins aflorimente stâncoase care arată conexiuni între unitățile geologice majore de pe podeaua Craterului Jezero. Acestea includ, de asemenea, un sistem de fracturi pe care echipa de persistență le numește „cote înalte”, pe care oamenii de știință rover speră să le viziteze parțial pentru a investiga dacă un habitat subteran vechi poate fi conservat acolo.

În cele din urmă, sperăm că imaginile color oferă cea mai apropiată privire de până acum la „Pilot Pinnacle”, un site de aflorimente despre care unii membri ai echipei cred că ar putea înregistra unele dintre cele mai adânci medii de apă din vechiul lac Jezero. Datorită programului lor restrâns de misiuni, probabil că nu vor putea vizita aceste roci cu rover-ul, astfel încât ingeniozitatea poate prezenta singura ocazie de a studia aceste depozite în detaliu.

Scris de F. Harvard. Grip, pilot principal șef și Ken Welford, cercetător adjunct al proiectului, perseverență