Μια νέα εποχή διαστημικών drones: πώς η εφευρετικότητα άλλαξε τον τρόπο εξερεύνησης του Άρη

Πώς άλλαξε η αποστολή Ingenuity κατά τη διάρκεια της εργασίας της στον Άρη

Το JPL δημοσιεύτηκε στον ιστότοπο της Εθνικής Διοίκησης για

Άρθρο της Αμερικανικής Αεροναυπηγικής και Διαστημικής Έρευνας με τον αυτονόητο τίτλο «Στόχοι που επιτεύχθηκαν, η NASA σκοπεύει να διευρύνει τα όρια του τι είναι δυνατό με τη βοήθεια του Ingenuity».

Μάλιστα, σε αυτό, οι Dave Lavery και Mimi Aung, ηγέτες της αποστολής ελικοπτέρων του Άρη, δήλωσαν την πλήρη επιτυχία του.

Αρχικά σχεδιάστηκαν πέντε δοκιμαστικές πτήσεις.η πτήση του Άρη. Ταυτόχρονα, οι επιστήμονες είπαν ότι δεν μπορεί να βασιστεί κανείς στην πρώτη επιτυχημένη πτήση, καθώς υπάρχουν πολλοί παράγοντες κινδύνου. Αλλά αφού όλα λειτούργησαν και τρεις συνεχόμενες πτήσεις ήταν επιτυχημένες ταυτόχρονα, η ομάδα του έργου αποφάσισε να παρατείνει τη ζωή της εφευρετικότητας.

Παρά το γεγονός ότι με το τέταρτο τοστ υπήρχανμικρές δυσκολίες, οι ηγέτες της αποστολής αποφάσισαν ότι πήγαινε καλά. Τώρα η διαχείριση του έργου σχεδιάζει να αναπτύξει ένα σχέδιο για αεροφωτογραφία της περιοχής, καθώς, φυσικά, καθώς ο όρος αυτός αντιστοιχεί στην πραγματικότητα του Άρη και στις δυνατότητες του drone.

Εφευρετικότητα και επιμονή

Τι μπορεί να κάνει το Ingenuity

Το υλικό παρέχει υψηλό επίπεδοτην απόδοση που χρειάζεται ένα rover. Η κανονική πτήση απαιτεί τον βρόχο ελέγχου να λειτουργεί με 500 κύκλους ανά δευτερόλεπτο, καθώς και ανάλυση εικόνας με 30 καρέ ανά δευτερόλεπτο.

Το SoC Snapdragon 801 (τέσσερις πυρήνες, 2,26 GHz, 2 GB RAM, 32 GB Flash) είναι υπεύθυνο για το βασικό περιβάλλον συστήματος που βασίζεται στο Linux. Είναι αυτό που εκτελεί λειτουργίες υψηλού επιπέδου, συμπεριλαμβανομένων:

  • Οπτική πλοήγηση βασισμένη στην ανάλυση των εικόνων της κάμερας,
  • Διαχείριση δεδομένων,
  • Επεξεργασία εντολών,
  • Σχηματισμός τηλεμετρίας,
  • Διατήρηση ασύρματου καναλιού.

Η διεπαφή UART συνδέει τον επεξεργαστή μεδύο μικροελεγκτές. Είναι υπεύθυνοι για διάφορες λειτουργίες ελέγχου πτήσης. Επιπλέον, χρησιμοποιούνται επίσης για δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας σε περίπτωση αποτυχίας, έτσι ώστε οι πληροφορίες που τους πηγαίνουν να αντιγράφονται.

Πώς θα πάνε οι πτήσεις σύμφωνα με το νέο σχέδιο

 Προγραμματίζεται ότι οι πτήσεις θα πραγματοποιούνται 1-2 φορές το μήνα και χωρίς σημαντική εκτροπή πόρων από το κύριο πρόγραμμα - δηλαδή από το ερευνητικό πρόγραμμα του ίδιου του rover.

Η αποστολή του rover είναι τώρα η μελέτη δυνητικά ενδιαφέροντων αντικειμένων για την επιστήμη, η μελέτη πιθανών διαδρομών για το rover και η συλλογή λεπτομερών φωτογραφιών του τοπίου.

Πώς να επιλέξετε τα μέρη που θα πετάξει το Ingenuity

Η επιλογή των περιοχών στις οποίες πετάει το Ingenuity δεν είναι τυχαία, αλλά στο ελάχιστο εξαρτάται από την επιστημονική αξία των πληροφοριών που λαμβάνει το ελικόπτερο.

Θυμηθείτε ότι το ελικόπτερο Ingenuity στον Άρη δεν είναιμόνο, λειτουργεί σε συνδυασμό με το Rover Perseverance και το πού θα πετάξει το drone εξαρτάται από τη σύνδεσή τους. Επομένως, ό,τι μεταδίδεται από τη Γη επεξεργάζεται από το rover: δημιουργεί διαγράμματα λειτουργίας κινητήρα (ή επιλέγει ένα από μερικές δεκάδες έτοιμα πρότυπα) και μεταδίδει ένα πακέτο οδηγιών για το ελικόπτερο. Η εφευρετικότητα λαμβάνει όλες τις εντολές από την Επιμονή.

Η διαδικασία επιλογής ξεκίνησε με την ανάλυση εικόνων της περιοχήςη προσγείωση του rover πραγματοποιήθηκε από τροχιά από το σταθμό MRO. Έτσι, είναι δυνατό, σε μια πρώτη προσέγγιση, να προσδιοριστούν πιθανές θέσεις απογείωσης και προσγείωσης, στις οποίες η Επιμονή μπορεί να προσεγγίσει και να πραγματοποιήσει μια πιο λεπτομερή έρευνα του εδάφους.

Ανάλογα με τη ρολότητα, την κλίση και ακόμηγια το πόσο ομαλή ή ανώμαλη είναι η επιφάνεια, θα επιλέξουμε ένα μέρος για να λειτουργήσει το ελικόπτερο. Υπάρχουν συμβιβασμοί: το ασφαλέστερο έδαφος είναι μια λεία επιφάνεια χωρίς πέτρες, αλλά αυτή είναι η χειρότερη επιλογή όσον αφορά την ικανότητα παρακολούθησης των αλλαγών στη θέση των αντικειμένων σε αυτό. Επομένως, χρειαζόμαστε μια ισορροπία, για παράδειγμα ένα σωρό μικρές πέτρες, οι οποίες μπορούν να παρακολουθούνται καλά. Αλλά το μέγεθός τους δεν πρέπει να δυσκολεύει την εφαρμογή τους.

Tim Canham, διευθυντής επιχειρήσεων ελικοπτέρων Mars στην JPL

Τι θα γίνει με την εφευρετικότητα στη συνέχεια

Έξι μήνες μετά την ανάπτυξη, το ελικόπτερο βρίσκεται σε άριστη κατάσταση, έχοντας διανύσει συνολικά 2.670 μέτρα σε 12 πτήσεις συνολικής διάρκειας 22 λεπτών.

Αυτό είναι αισθητά περισσότερο από ό, τι οδήγησε η Επιμονή.Σημείωση: για την ομάδα Ingenuity, ακόμη και μια επιτυχημένη πτήση σήμαινε την επιτυχία ολόκληρης της αποστολής. Το μέγιστο στο οποίο υπολόγιζαν ήταν τρεις ή τέσσερις πτήσεις. Αλλά ο χειριστής έχει κατακτήσει δώδεκα πτήσεις και φαίνεται ότι αυτό απέχει πολύ από το όριο.

Εκπρόσωποι του προγράμματος Mars Helicopter Scout ανακοίνωσαν σχέδια για αύξηση της διάρκειας πτήσης σε τρία λεπτά και της εμβέλειας σε ένα χιλιόμετρο. 

Στη συνέχεια, τα ταξίδια της Ingenuity έπρεπε να γίνουν πιο περίπλοκα και να επιμηκυνθούν. Η ενημέρωση, φορτωμένη στον "εγκέφαλο" του χαλκού, επέτρεψε να αποκλειστούν οι ανωμαλίες που εκδηλώθηκαν στην έκτη πτήση.

Προβλήματα εφευρετικότητα

Το κύριο μειονέκτημα είναι ότι το Ingenuity μπορεί να αποτύχει ανά πάσα στιγμή. Παρά τα εξαιρετικά δεδομένα τηλεμετρίας, το ελικόπτερο έχει μεγάλες πιθανότητες να χαλάσει κάθε δευτερόλεπτο που περνά στον Άρη.

Είναι αδύνατο να προβλέψουμε πότε και ποιο μέρος τουΤέλος, δεν θα αντέξει ακραίες αλλαγές θερμοκρασίας.  Η επιμονή θα αρχίσει να κινείται πιο γρήγορα και το drone, ακόμη και αν ληφθεί υπόψη η καλή επικοινωνία, δεν θα συμβαδίσει με αυτό.

Να διαβασω Περαιτέρω:

Οι επιστήμονες δεν κατάφεραν να πιάσουν την αλεπού Rambo εδώ και τρία χρόνια. Αποτρέπει την απελευθέρωση σπάνιων ζώων στο δάσος

Οι καλλιτέχνες κρυπτογράφησης θα εξηγήσουν πώς να δημιουργήσετε τέχνη NFT και να συλλέξετε τέχνη κρυπτογράφησης

Δείτε ένα βαρύ drone επίθεσης που μεταφέρει έναν τόνο όπλων