Nowa era kosmicznych dronów: jak pomysłowość zmieniła sposób, w jaki badamy Marsa

Jak zmieniła się misja Ingenuity podczas pracy na Marsie

JPL opublikowane na stronie internetowej Krajowej Administracji ds

Artykuł z US Aeronautics and Space Research o zrozumiałym tytule „Cele osiągnięte, NASA zamierza poszerzyć granice tego, co jest możliwe przy pomocy Pomysłowości”.

W rzeczywistości Dave Lavery i Mimi Aung, liderzy misji śmigłowcowej na Marsa, ogłosili jej całkowity sukces.

Pierwotnie planowano pięć lotów testowych.lot na Marsa. Jednocześnie naukowcy powiedzieli, że nie można liczyć na pierwszy udany lot, ponieważ istnieje wiele czynników ryzyka. Ale kiedy wszystko się udało i trzy loty z rzędu zakończyły się sukcesem jednocześnie, zespół projektowy postanowił przedłużyć żywotność Ingenuity.

Pomimo tego, że przy czwartym toaście nie byłoniewielkie trudności, przywódcy misji uznali, że idzie dobrze. Teraz kierownictwo projektu planuje opracować plan zdjęć lotniczych terenu, o ile oczywiście termin ten odpowiada realiom Marsa i możliwościom drona.

Pomysłowość i wytrwałość

Co potrafi pomysłowość

Sprzęt zapewnia wysokąwydajność, której potrzebuje łazik. Normalny lot wymaga, aby pętla sterująca działała z prędkością 500 cykli na sekundę, plus analiza obrazu z prędkością 30 klatek na sekundę.

SoC Snapdragon 801 (cztery rdzenie, 2,26 GHz, 2 GB RAM, 32 GB Flash) odpowiada za podstawowe środowisko systemowe oparte na Linuksie. To on wykonuje operacje wysokiego poziomu, w tym:

  • Nawigacja wizualna oparta na analizie obrazów z kamer,
  • Zarządzanie danymi,
  • Przetwarzanie poleceń,
  • Tworzenie telemetrii,
  • Utrzymanie kanału bezprzewodowego.

Za pomocą interfejsu UART procesor jest podłączony dodwa mikrokontrolery. Odpowiadają za różne funkcje sterowania lotem. Ponadto służą również do tworzenia kopii zapasowych na wypadek awarii, dzięki czemu informacje, które do nich trafiają, są duplikowane.

Jak pojadą loty zgodnie z nowym planem?

 Planuje się, że loty będą realizowane 1-2 razy w miesiącu i bez znaczącego odciągania środków z programu głównego – czyli z programu badawczego samego łazika.

Misją łazika jest teraz badanie potencjalnie interesujących obiektów dla nauki, badanie możliwych tras dla łazika oraz kompilacja szczegółowych zdjęć krajobrazu.

Jak wybrać miejsca, do których poleci Ingenuity

Wybór obszarów, nad którymi przelatuje Ingenuity, nie jest przypadkowy, ale w najmniejszym stopniu zależy od wartości naukowej informacji otrzymanych przez helikopter.

Przypomnijmy, że helikopter Ingenuity na Marsie nie jestsamodzielnie działa w połączeniu z łazikiem Perseverance, a od ich połączenia zależy to, gdzie dron poleci, dlatego wszystko, co jest transmitowane z Ziemi, jest przez łazik przetwarzane: buduje schematy pracy silnika (lub wybiera jeden z kilkudziesięciu gotowe szablony) i przekazuje pakiet instrukcji dla helikoptera. Pomysłowość otrzymuje wszystkie polecenia od Wytrwałości.

Proces selekcji rozpoczął się od analizy zdjęć terenulądowania łazików wykonywane z orbity przez stację MRO. W ten sposób można w pierwszym przybliżeniu określić potencjalne miejsca startu i lądowania, do których Perseverance może podejść i przeprowadzić bardziej szczegółowe badanie terenu.

W zależności od skaliskości, nachylenia, a nawetjak gładka lub nierówna jest nawierzchnia, wybierzemy miejsce, w którym będzie operował śmigłowiec. Są tu kompromisy: najbezpieczniejszym terenem jest gładka jak deska nawierzchnia bez kamieni, ale jest to najgorsza opcja, jeśli chodzi o możliwość śledzenia zmian w lokalizacji obiektów na niej. Dlatego potrzebna jest nam równowaga, na przykład kilka małych kamieni, które można dobrze monitorować. Ale ich rozmiar nie powinien utrudniać dopasowania.

Tim Canham, dyrektor operacji helikopterów marsjańskich w JPL

Co dalej z Ingenuity?

Sześć miesięcy po rozmieszczeniu helikopter jest w doskonałym stanie – pokonał łącznie 2670 m w 12 lotach trwających łącznie 22 minuty.

To zauważalnie więcej niż wytrwałość.Uwaga: dla zespołu Ingenuity nawet jeden udany lot oznaczał sukces całej misji. Maksymalnie liczyli na trzy lub cztery loty. Ale helikopter opanował kilkanaście lotów i wydaje się, że jest to dalekie od limitu.

Przedstawiciele programu Mars Helicopter Scout ogłosili plany wydłużenia czasu lotu do trzech minut i zasięgu do kilometra. 

Później podróże Ingenuity miały się skomplikować i wydłużyć. Aktualizacja, załadowana do „mózgu” helikoptera, pozwoliła wykluczyć anomalie, które ujawniły się w szóstym locie.

Problemy Pomysłowość

Główną wadą jest to, że Pomysłowość może zawieść w dowolnym momencie. Pomimo doskonałych danych telemetrycznych, helikopter ma dużą szansę na awarię w każdej sekundzie spędzonej na Marsie.

Nie da się przewidzieć kiedy i w jakiej częściW końcu nie wytrzyma ekstremalnych zmian temperatury.  Wytrwałość zacznie poruszać się szybciej i dron, nawet przy dobrej komunikacji, nie nadąży za nim.

Czytać Dalej:

Od trzech lat naukowcom nie udało się złapać lisa Rambo. Zapobiega wypuszczaniu rzadkich zwierząt do lasu

Artyści kryptowalut wyjaśnią, jak tworzyć grafikę NFT i zbierać grafikę kryptograficzną

Zobacz ciężkiego drona bojowego, który nosi tonę broni