Eine neue Ära der Weltraumdrohnen: Wie Ingenuity die Art und Weise verändert hat, wie wir den Mars erkunden

Wie sich die Ingenuity-Mission während ihrer Arbeit auf dem Mars verändert hat

JPL veröffentlicht auf der Website der Nationalen Verwaltung für

Artikel von US Aeronautics and Space Research mit dem selbsterklärenden Titel „Goals Achieved, NASA beabsichtigt, die Grenzen dessen, was mit Hilfe von Ingenuity möglich ist, zu erweitern.“

Tatsächlich erklärten Dave Lavery und Mimi Aung, die Führer der Mars-Hubschraubermission, darin ihren vollen Erfolg.

Ursprünglich waren fünf Testflüge geplant.der Marsflug. Gleichzeitig sagten Wissenschaftler, dass man nicht mit dem ersten erfolgreichen Flug rechnen könne, da es viele Risikofaktoren gebe. Aber nachdem alles geklappt hatte und drei Flüge in Folge gleichzeitig erfolgreich waren, beschloss das Projektteam, die Lebensdauer von Ingenuity zu verlängern.

Trotz der Tatsache, dass es beim vierten Toast gableichte Schwierigkeiten, entschieden die Leiter der Mission, dass es gut lief. Nun plant die Projektleitung, einen Plan für Luftaufnahmen des Gebiets zu entwickeln, da dieser Begriff natürlich den Realitäten des Mars und den Fähigkeiten der Drohne entspricht.

Einfallsreichtum und Ausdauer

Was Ingenuity kann

Die Hardware bietet hohedie Leistung, die ein Rover benötigt. Normaler Flug erfordert, dass der Regelkreis mit 500 Zyklen pro Sekunde arbeitet, plus Bildanalyse mit 30 Bildern pro Sekunde.

Für die grundlegende Systemumgebung auf Basis von Linux ist der SoC Snapdragon 801 (vier Kerne, 2,26 GHz, 2 GB RAM, 32 GB Flash) zuständig. Es führt Operationen auf hoher Ebene durch, einschließlich:

  • Visuelle Navigation basierend auf der Analyse von Bildern der Kamera,
  • Datenmanagement,
  • Befehlsverarbeitung,
  • Bildung von Telemetrie,
  • Aufrechterhaltung eines drahtlosen Kanals.

Die UART-Schnittstelle verbindet den Prozessor mitzwei Mikrocontroller. Sie sind für verschiedene Flugsteuerungsfunktionen verantwortlich. Darüber hinaus werden sie auch zur Sicherung im Fehlerfall verwendet, so dass die Informationen, die an sie gehen, dupliziert werden.

Wie werden die Flüge nach dem neuen Plan verlaufen?

 Es ist geplant, dass Flüge 1-2 Mal im Monat durchgeführt werden, und zwar ohne nennenswerte Ablenkung von Ressourcen vom Hauptprogramm – also vom Forschungsprogramm des Rovers selbst.

Die Mission des Rovers ist nun das Studium potenziell interessanter Objekte für die Wissenschaft, das Studium möglicher Routen für den Rover und die Zusammenstellung detaillierter Fotografien der Landschaft.

So wählen Sie die Orte aus, an denen Ingenuity fliegen wird

Die Wahl der Gebiete, über die Ingenuity fliegt, ist kein Zufall, sondern hängt im geringsten Maße vom wissenschaftlichen Wert der vom Hubschrauber empfangenen Informationen ab.

Denken Sie daran, dass es keinen Ingenuity-Hubschrauber auf dem Mars gibtAllein arbeitet es in Verbindung mit dem Perseverance-Rover, und wohin die Drohne fliegen wird, hängt von ihrer Verbindung ab. Daher wird alles, was von der Erde übertragen wird, vom Rover verarbeitet: Er erstellt Motorbetriebsdiagramme (oder wählt eines von mehreren Dutzend aus). vorgefertigte Vorlagen) und übermittelt ein Paket mit Anweisungen für den Hubschrauber. Ingenuity erhält alle Befehle von Perseverance.

Der Auswahlprozess begann mit der Analyse von Bildern der Umgebungdie Rover-Landungen, die von der MRO-Station aus dem Orbit durchgeführt wurden. Somit ist es in erster Näherung möglich, potentielle Start- und Landeplätze zu ermitteln, denen Perseverance annähern und eine genauere Geländevermessung durchführen kann.

Je nach Felsigkeit, Neigung und ebenwie glatt oder uneben die Oberfläche ist, wählen wir einen Einsatzort für den Helikopter. Hier gibt es einige Kompromisse: Das sicherste Gelände ist eine glatte Oberfläche ohne Steine, aber dies ist die schlechteste Option, um Veränderungen der Position von Objekten darauf verfolgen zu können. Daher brauchen wir eine Waage, zum Beispiel einen Haufen kleiner Steine, die gut überwacht werden können. Aber ihre Größe sollte es nicht schwierig machen, zu passen.

Tim Canham, Direktor des Mars-Hubschrauberbetriebs am JPL

Was wird als nächstes mit Ingenuity passieren?

Sechs Monate nach dem Einsatz befindet sich der Hubschrauber in einem hervorragenden Zustand und hat in 12 Flügen mit einer Gesamtdauer von 22 Minuten insgesamt 2.670 m zurückgelegt.

Das ist spürbar mehr, als Perseverance gefahren hat.Hinweis: Für das Ingenuity-Team bedeutete bereits ein erfolgreicher Flug den Erfolg der gesamten Mission. Das Maximum, mit dem sie rechneten, waren drei oder vier Flüge. Aber der Copter hat ein Dutzend Flüge gemeistert, und das scheint noch lange nicht das Limit zu sein.

Vertreter des Mars Helicopter Scout-Programms kündigten Pläne an, die Flugdauer auf drei Minuten und die Reichweite auf einen Kilometer zu erhöhen.

In der Folge sollten die Reisen von Ingenuity komplizierter und verlängert werden. Das in das "Gehirn" des Copters geladene Update ermöglichte es, die Anomalien auszuschließen, die sich im sechsten Flug manifestierten.

Probleme Einfallsreichtum

Der Hauptnachteil besteht darin, dass Ingenuity jederzeit scheitern kann. Trotz hervorragender Telemetriedaten besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass der Hubschrauber in jeder Sekunde, die er auf dem Mars verbringt, ausfällt.

Es ist unmöglich vorherzusagen, wann und welcher Teil davonSchließlich wird es extremen Temperaturschwankungen nicht standhalten.  Perseverance wird sich schneller bewegen und die Drohne kann selbst bei guter Kommunikation nicht mithalten.

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