Sebesen száll negyedik útjára az Ingenuity marsi helikopter

 

Múlt héten sikeresen teljesítette első repülését a NASA Ingenuity helikoptere a Marson. Azóta sem tétlenkedett, az egyre vakmerőbb tesztek után már a negyedik útját tervezik. A második repülésre két nappal az első után, április 22-én, a harmadikra pedig április 25-én került sor; a negyedik tesztet április 29-ére tervezték, de technikai hiba miatt végül nem valósult meg, a helikopter rotorjai nem kapcsoltak repülő üzemmódba. A hiba kiküszöbölése után a következő tervezett dátum április 30-a. Aggodalomra a NASA mérnökei szerint semmi okunk, a technológiai demonstrációs céllal útra kelt marsi helikopterrel minden rendben.

Már a második út is több kihívás elé állította a kis helikoptert, magasabbra szállt, hosszabb ideig és még oldalirányba is mozgott. Az első út 3 méterrel a felszín fölött ért véget, a második már 5 méter magasba emelkedett. Ott rövid lebegés után 5 fokkal döntve 2 métert haladt oldalra, mielőtt visszatért a kiinduló pontjára. Ehhez képest harmadik repülése alkalmával már 50 métert repült, 2 m/s maximális sebességgel. Mindez egyszerűnek hangozhat, de rengeteg ismeretlen tényezővel kell számolni egy marsi repülés során; a demonstrációnak pedig éppen ez a célja, hogy fényt derítsünk az ismeretlenre.

A NASA Ingenuity marsi helikopterének második tesztrepülése, 2021. április 22-én. A videót a Perseverance marsjáró Mastcam-Z kamerája rögzítette. (Forrás: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS)

A Mars felszínén repülni jóval bonyolultabb, mintha ezt a Földön tennénk. Habár a marsi gravitáció mindössze körülbelül harmada a földiének, a helikoptert csak a földi légkör sűrűségének alig 1%-val megegyező légkör segíti ebben. A repülési tesztek minden egyes másodpercéből rengeteg olyan adatot nyerünk, melyet a földi modellszámításokkal, szimulációkkal és repülési tesztekkel össze lehet vetni. Emelletta NASA mérnökei gyakorlati tapasztalatot is gyűjtenek abban, hogyan lehet egy másik bolygó felszínén, távoli irányítással repülni. Az Ingenuity tesztrepülési adatai felbecsülhetetlenek a jövő marsi küldetéseinek tervezésében; valóban kijelenthetjük, hogy a légi eszközökkel új dimenzió nyílik a kutatásban.

A Jezero-kráter felett lebegő NASA Ingenuity helikopter árnyéka a második repülési teszt során, 2021. április 22-én. A képet a helikopter navigációs kamerája készítette. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)
Színes felvétel 5,2 méter magasan a NASA Ingenuity helikopter második repüléséről. Figyeljük meg a képen a Perseverance marsjáró nyomait a felszínen. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)

A helikopter teherbírását is folyamatosan tesztelik, például a második repülés alkalmával már színes kameráját is bevetették repülés közben. Ahogy minden mással is, ezekkel a plusz lépésekkel azzal kísérleteznek, hogy a jövőben milyen kutatásokra lesznek alkalmasak a hasonló drónok. Az Ingenuity fekete-fehér navigációs kamerája folyamatosan követi az alatta elterülő felszínformákat, melynek feldolgozása szintén a helikopter fedélzeti számítógépének a dolga. Ha túl gyorsan repül, az algoritmus nem tudja követni a felszínt. Az ennek teszteléséhez szükséges hosszú repüléseket a Földön nem lehet elvégezni.

A NASA JPL vákuumkamráinak vékonyka légkörét főleg szén-dioxid alkotja, hogy minél jobban hasonlítsanak a marsi légkörre. Arra viszont nincs benne elég hely, hogy akárcsak egy aprócska helikopter is több, mint fél métert haladjon, bármilyen irányba. A kérdés tehát fennállt, vajon nagyobb sebességnél, hosszabb repülések során is működni fog-e a fedélzeti kamera felszínkövetése? Nem csak az algoritmuson van itt a hangsúly, a képeket korrigálni is kell: a marsi szálló finom por például homályossá teheti a képeket, rontva a kamera teljesítményét. A szoftvernek viszont mindig egyformán kell tudnia teljesíteni.

A NASA Ingenuity helikopterének harmadik repülése a Perseverance Mastcam-Z kamerájának jóvoltából. A várakozásoknak megfelelően a helikopter kirepül a képből, mikor a felszállóhelyétől 50 métert repült odébb. Nem sokkal később visszatér a képbe a leszálláshoz. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)

A harmadik tesztrepülés teljesítésével már több, mint elegendő adatmennyiséget sikerült felhalmozni a jövő marsi helikoptereinek megtervezéséhez. A következő tesztek célja a repülési távolság, sebesség és időtartam határainak feszegetése. A negyedik teszt feladata a légi felvételek potenciális hasznának bemutatása lesz. Az Ingenuity először 5 méter magasságba emelkedik, majd déli irányba repülve kövek, homokdűnék és apróbb becsapódásos kráterek felett száll majd el 84 méteres útján. Mindeközben navigációs kamerájával 1,2 méterenként készít majd felvételt, míg teljesíti a teljes, 133 méteres utat dél felé. Ezután visszatér a felszállási helyére, ahol lebegve színes felvételeket is készít, mielőtt leszáll.

A NASA Perseverance marsjáró is látszik az Ingenuity harmadik repülése során készített színes fényképén. A kép elkészítésének pillanatában kb. 5 méterrel a felszín felett, a rovertől 85 méterre lebegett a helikopter. A teljes fényképet ezen a linken lehet megtekinteni. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)

A ,,levegőben” tartózkodás idejét így a harmadik repülés 80 másodpercéről 117-re, a maximális 2 m/s sebességet 3,5 m/s-ra növelik, a teljes repülési távot pedig több, mint megduplázzák (összesen 266 métert fog haladni). Egyelőre még nem tudni, mi várható az ötödik repülés alatt, a NASA mérnökei előbb a sikeres negyedik tesztet várják. A negyedik teszt adatai várhatóan április 30-án, magyar idő szerint este fél 8-kor fognak beérkezni.

Forrás: csillagászat.hu

NASA JPL