Ingenuity

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Ingenuity
Mars 2020
Марсіанський вертоліт «Ingenuity» (комп'ютерне моделювання)
Основні параметри
Повна назва Марсіанський вертоліт «Ingenuity»
Організація NASA США США
Виготівник Лабораторія реактивного руху США США
Оператор NASA/Лабораторія реактивного руху США США
Тип апарата Марсохід та вертоліт
Дата запуску 30 липня 2020, 11:50 (UTC)[1]
Ракета-носій Atlas V 541[2]
Космодром LC-1SLC-41 Канаверал
Тривалість польоту на Марс ~7 місяців,
минуло: 8 місяців, 14 днів
Технічні параметри
Маса 1,8 кг
Розміри (14×80 120) см3[3]
Потужність 350 Вт[4]
Джерела живлення сонячні панелі
Посадка на небесне тіло
Небесне тіло Марс
Дата і час посадки 18 лютого 2021
Місце посадки Кратер Єзеро
Вебсторінка
Вебсторінка [1]

Марсіанський вертоліт «Ingenuity» (укр. Винахідливість) — роботизований дрон-розвідник, для дослідження поверхні Марса з метою спрямування подальших пересувань ровера «Персеверанс»[5][6][7].

Маленький дрон у вигляді гелікоптера буде використаний для тестування і демонстрації технології польотів на Марсі. За результатами тестування НАСА оцінить перспективність технології. Літаючий дрон повинен буде забезпечити розвідку місцевості для марсіанського ровера[8][9][10]. У березні 2018 року проєкт отримав фінансування в розмірі 23 млн доларів США. 11 травня 2018 року було оголошено, що МҐІ стане частиною місії Mars 2020. Очікується до п'яти польтів МҐІ впродовж 30-ти денного тестування цієї нової технології[11]. Кожен політ триватиме не більше 3 хвилин, висота становитиме 3-10 метрів над поверхнею,[12] проте максимальна дистанція дії дрона — до 600 метрів за один політ[13]. МҐІ має автоматичний режим і передаватиме дані марсоходу після кожного повернення. Якщо технологія виявиться успішною, НАСА використовуватиме її у майбутніх місіях до Марса[12]. Керівник проєкту — Мімі Аунґ[14]. Інші учасники  — AeroVironment, Дослідницький центр Еймса (НАСА) та Дослідницький центр Ленґлі[en] (НАСА)[15].

Конструкція[ред. | ред. код]

Польотні характеристики «Ingenuity»
Оберти/хв До 2400[16]
Швидкість лез < 0.7 махів[17]
Час польоту До 90 с, раз на день[4]
Час роботи 1 або більше польотів впродовж 30 днів[4]
Максимальна відстань польоту Політ: 300 м[4][12]
Зв'язок: до 1000 м[12]
Максимальна висота 5 м[4]
Максимальна швидкість Горизонтальна 10 м/с
Вертикальна: 3 м/с[15]

Дрон «Ingenuity» збудований JPL в якості демонстраційної технології для перевірки здатності до безпечного польоту, а також забезпечення кращого картографування та орієнтації, що надасть більше інформації для побудови безпечних маршрутів майбутніх місій, допоможе у пошуках цікавих місць для дослідження.[8][9][10] Гелікоптер має отримувати зображення, які приблизно в десять разів перевищуватимуть роздільну здатність зображень з орбіти Марса, а також буде відображати особливості, які не помітять камери марсохода.[18] Очікується, що такі дрони зможуть забезпечити втричі більшу безпечну прохідність за один марсіанський день.[19] Ця демонстраційна технологія може стати базою для побудови більш функціонального літального апарату для дослідження Марса, а також інших небесних тіл з атмосфери.[8][12][20] Наступне покоління гелікоптерів може бути масою в межах 5-15 кг з науковим навантаженням масою 0,5-1,5 кг. Такий апарат може мати прямий зв'язок з орбітальним апаратом, а також може працювати окремо від наземного апарату.[21] Майбутні дрони можуть бути використані для дослідження особливих місцевосцей з льодом у грунті, в яких можуть бути виявлені ознаки минулого життя. Марсіанські дрони можуть також збирати зразки та транспортувати їх до транспортного засобу для відправки їх на Землю.[12]

Дрон буде використовувати коаксіальні співвісні гвинти діаметром 1.1 м. Його корисне навантаження складатиметься з камери з високою роздільною здатністю для навігації, приземлення і вивчення поверхні, а також системи комунікації з марсоходом. Незважаючи на те, що це літальний апарат, він сконструйований як космічний апарат і здатний витримати перевантаження під час запуску. Апарат має захищені від впливу радіації системи, здатні працювати у жорстокому навколишньому середовищі Марса. Через слабкість і нестійкість магнітного поля Марса, використання компаса для навігації неможливо, тому в систему навігації апарату буде вбудована камера із сонячним трекером. Також можливе використання гіроскопа, візуального одометра, інклінометра, альтиметра й інших датчиків. Для підзарядки дрона будуть використовуватися сонячні батареї — шість літій-іонних батарей Sony ємністю 2 А·год. Дрон використовує процесор Qualcomm Snapdragon та операційну систему Лінукс, в якій також реалізовано візуальну навігацію за допомогою оцінки швидкості, отриманої від функцій, відстежених за допомогою камери. Процесор з'єднаний з двома контролерами польоту для виконання необхідних польотних функцій. Зв'язок з ровером здійснюється за допомогою радіозв'язку ZigBee реалізовано через 900 Мгц чіпсети SiFlex 02 встановлених на ровері та на дроні. Система зв'язку підтримує швидкість обміну даними 250 кб/с на відстані до 1 км. Дрон під час польоту до Марса буде закріплений на днищі марсохода і буде від'єднаний на поверхні у проміжку між 60 та 90 солами після приземлення. Після чого, ровер віддалиться від дрона приблизно на 100 м для здійснення тестового польоту останнього.

Розробка[ред. | ред. код]

Лабораторія реактивного руху НАСА та Каліфорнійський технологічний інститут вивчали можливість відправки роботизованого дослідника разом з марсоходом, опублікувавши концепт гелікоптера у 2014 році.[15][22] В середині 2016 року було запитано фінансування у розмірі $15 млн для підтримки розробки дрона.[23] У грудні 2017 року інженерні моделі були протестовані в штучній марсіанській атмосфері.[12][24] Моделі повинні були бути протестовані в Арктиці, проте не була підтверджена подальша розробка, а також фінансування.[25] У березні 2018 року було надано фінансування у розмірі $23 млн для подальшої розробки дрона[26][27]. 11 травня 2018 року було анонсовано, що дрон може бути завершений та протестований для запуску разом з місією Марс 2020.[28] Дрон успішно пройшов політні випробування, тест навколишнього середовища та був встановлений на днище ровера у серпні 2019.[12][29][30] Його маса до 1.8 кг[29], а конструкція розрахована на здійснення щонайменше 5 польотів.[31][28] Дрон був названий Ванезою Рупані, школяркою з 11 класу з Нортпорту (Алабама), яка взяла участь у конкурсі НАСА «Назви ровер».[32][33]

Галерея[ред. | ред. код]

Марсіанський дрон «Ingenuity»
Прикріплення дрона до днища ровера
Прикріплення термоплівки до дрону
Дрон і команда інженерів НАСА

Див. також[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. НАСА запустила на Марс важку ракету Atlas V з найновішим марсоходом Perseverance.ВІДЕО (uk). espreso.tv. 30 липня 2020. 
  2. Ray, Justin (25 July 2016). NASA books nuclear-certified Atlas 5 rocket for Mars 2020 rover launch. Spaceflight Now. Процитовано 26 July 2016. 
  3. Stephen Clark (14 березня 2018). Helicopter to accompany NASA’s next Mars rover to Red Planet (en). spaceflightnow.com. 
  4. а б в г д Mars Helicopter. NASA Mars. NASA. Процитовано May 2, 2020. 
  5. NASA Is Developing A Helicopter Drone For 2020 Mars Mission (en). Business 2 Community. 2015-01-27. Архів оригіналу за 2015-03-26. Процитовано 2018-05-18. 
  6. Leone, Dan (2015-11-19). Elachi Touts Helicopter Scout for Mars Sample-Caching Rover (en). SpaceNews. 
  7. Gamie Groh (12 липня 2020). NASA set for upcoming Mars mission to seek signs of ancient life on the red planet (en). teslarati.com. 
  8. а б в Brown, Dwayne; Wendel, JoAnna; Agle, DC; Northon, Karen (2018-05-11). Mars Helicopter to Fly on NASA’s Next Red Planet Rover Mission (en). NASA.gov. 
  9. а б Chang, Kenneth (2018-05-11). A Helicopter on Mars? NASA Wants to Try (en). The New York Times. 
  10. а б Gush, Loren (2018-05-11). NASA is sending a helicopter to Mars to get a bird’s-eye view of the planet - The Mars Helicopter is happening, y’all (en). The Verge. 
  11. Decision expected soon on adding helicopter to Mars 2020. Jeff Fout. Space News. 4 May 2018.
  12. а б в г д е ж и Mars Helicopter Technology Demonstrator. (PDF) J. (Bob) Balaram, Timothy Canham, Courtney Duncan, Matt Golombek, Håvard Fjær Grip, Wayne Johnson, Justin Maki, Amelia Quon, Ryan Stern, and David Zhu. American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA), SciTech Forum Conference; 8–12 January 2018, Kissimmee, Florida. DOI:10.2514/6.2018-0023
  13. Crazy Engineering Mars Helicopter Transcript (PDF). JPL – NASA. 22 January 2015. Процитовано 1 September 2015. 
  14. MiMi Aung — Autonomous Systems Deputy Division Manager. NASA/JPL
  15. а б в Generation of Mars Helicopter Rotor Model for Comprehensive Analyses. (PDF) Witold J. F. Koning, Wayne Johnson, Brian G. Allan. NASA Rotorcraft. 2018.
  16. Mars Helicopter Fact Sheet. NASA. February 2020. Процитовано May 2, 2020. 
  17. Mars Helicopter Scout. video presentation at Caltech.
  18. Helicopter Could be 'Scout' for Mars Rovers[недоступне посилання з 01.01.2020] NASA News January 22, 2015 Ця стаття містить текст із цього джерела, який знаходиться у суспільному надбанні.
  19. Review on space robotics: Toward top-level science through space exploration (PDF). Y Gao, S Chien — Science Robotics, 2017.
  20. Mars Helicopter a new challenge for flight. NASA JPL: Universe Bulletin. July 2018. Процитовано 9 August 2018.  Ця стаття містить текст із цього джерела, який знаходиться у суспільному надбанні.
  21. Mars Helicopter a new challenge for flight. NASA. July 2018. Архів оригіналу за 1 January 2020. Процитовано 20 July 2018.  Ця стаття містить текст із цього джерела, який знаходиться у суспільному надбанні.
  22. J. Balaram and P. T. Tokumaru, «Rotorcrafts for Mars Exploration», in 11th International Planetary Probe Workshop, 2014.
  23. Berger, Eric (May 24, 2016). Four wild technologies lawmakers want NASA to pursue. ARS Technica. Процитовано May 24, 2016. 
  24. Helicopter to accompany NASA's next Mars rover to Red Planet. Stephen Clarke, Spaceflight Now. May 14, 2018
  25. Dubois, Chantelle (November 29, 2017). Drones on Mars? NASA Projects May Soon Use Drones for Space Exploration. All About Circuits. 
  26. NASA Mars exploration efforts turn to operating existing missions and planning sample return. Jeff Foust, Space News. February 23, 2018
  27. NASA to decide soon whether flying drone will launch with Mars 2020 rover. Stephen Clarke, Spaceflight Now. March 15, 2018
  28. а б Mars Helicopter to Fly on NASA's Next Red Planet Rover Mission. Karen Northon, NASA News. May 11, 2018 Ця стаття містить текст із цього джерела, який знаходиться у суспільному надбанні.
  29. а б Agle, AG; Johnson, Alana (March 28, 2019). NASA's Mars Helicopter Completes Flight Tests. NASA. Процитовано 28 March 2019.  Ця стаття містить текст із цього джерела, який знаходиться у суспільному надбанні.
  30. NASA's Mars Helicopter Attached to Mars 2020 Rover. NASA News — JPL. August 28, 2019 Ця стаття містить текст із цього джерела, який знаходиться у суспільному надбанні.
  31. Yes, NASA Is Actually Sending a Helicopter to Mars: Here's What It Will Do. Sarah Lewin, Space. May 12, 2018.
  32. Hautaluoma, Grey; Johnson, Alana; Agle, D.C. (April 29, 2020). Alabama High School Student Names NASA's Mars Helicopter. NASA. Процитовано April 29, 2020.  Ця стаття містить текст із цього джерела, який знаходиться у суспільному надбанні.
  33. Agle, D.C.; Cook, Jia-Rui; Johnson, Alana (April 29, 2020). Q&A with the Student Who Named Ingenuity, NASA's Mars Helicopter. NASA. Процитовано April 29, 2020.  Ця стаття містить текст із цього джерела, який знаходиться у суспільному надбанні.