Felszállásra felkészülni – hamarosan indulhat az Ingenuity marshelikopter

3681

Legkorábban április 8-án emelkedhet fel a NASA Ingenuity marsi helikoptere, ezzel végrehajtva az első irányított repülést egy másik bolygón. Mielőtt azonban az 1,8 kg tömegű kis drón útnak indulhat, a helikopternek és a csapatnak is egy sor mérföldkövet kell teljesítenie. Az Ingenuity, vagy magyarul Leleményesség egyelőre még a Perserverance marsjáró aljára csatlakoztatva marad. A grafitból készült, kissé gitártokra emlékeztető védőpajzsot március 21-én dobta le a rover, azóta pedig a kijelölt repülési zóna felé igyekszik. Lehelyezése után 30 marsi napja lesz (ez 31 földi nap) arra, hogy végrehajtsa a tervezett tesztrepüléseket.

2021. március 21-én engedte le az Ingenuity helikoptert védő pajzsot a NASA Perseverance rovere. (Forrás: NASA/JPL-Caltech/MSSS)

Lori Glaze, a NASA bolygókutatói részlegének vezetője a NASA Sojurner rover 1997-es landolására emlékezik, mikor bebizonyították, hogy lehet közlekedni a Marson – ez pedig teljesen átalakította a bolygó felfedezését. Bíznak benne, hogy az Ingenuity is hasonló hatással lesz majd a kutatás jövőjére nézve. Az Ingenuity egy olyan technológiai demonstráció, ami először kísérel meg irányított repülést végrehajtani egy másik bolygón; ha sikerrel zárul a kísérlet, az teljesen új ajtókat nyit majd a vörös bolygó felfedezésében, de más égitestek kutatásában is.

Egy ilyen repülést végrehajtani a Marson sokkalta bonyolultabb, mint a Földön. Bár van jelentős gravitáció (a földiének körülbelül 1/3-a), de a légkör sűrűsége alig 1%-a a földiének. Napközben alig feleannyi napenergia éri a bolygót, mint minket, az éjszakai hőmérsékletek pedig a -90 °C-ot is elérhetik a leszállási helyszínen. Ilyen hidegben a nem megfelelően védett elektronikai berendezések megfagyhatnak, megrepedhetnek.

Orville Wright első irányított, motoros repülése a Földön 1903. december 17-én. A repülőgép szárnyának anyagából egy kis darabot a NASA Ingenuity marshelikoptere is magával vitt. (Forrás: Library of Congress)

A helikopternek ahhoz, hogy elférjen a Perseverance roveren, kicsinek, ahhoz, hogy repülni tudjon a Marson, könnyűnek kellett lennie. A rideg marsi éjszakák átvészeléséhez belső fűtőtestekkel is felszerelték. Az egész szerkezetet, a rotorjainak teljesítőképességétől kezdve a napelemein át minden komponensét alapos teszteknek vetettek alá a NASA JPL dél-kaliforniai vákuumkamráiban és laboratóriumaiban. Már csak a felszínre biztonságosan letenni sem lesz egyszerű feladat, de még ijesztőbb lesz az első, a Perseverance védelme nélkül eltöltött első marsi éjszaka eltöltése.

A NASA Ingenuity marshelikopterének “repülőtere” a Marson, a Perseverance kameráival nézve. Ebben a régióban fogja a helikopter végrehajtani 5 repülési kísérletét. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)

Az Ingenuity bevetése

Az első marsi repülés előtt a helikoptert a repülési zóna (kb. 10 x 10 méteres terület) nagyjából közepére kell lehelyezni. A területet a síksága és a különböző, a repülés szempontjából zavaró felszínformák hiánya miatt választották ki. Amint megerősítik, hogy a rover, és vele a helikopter a kívánt helyre érkeztek, megkezdődik az Ingenuity leengedésének bonyolult feladata. Amint ezt elindítják, a folyamatot legfeljebb megállítani lehet, de visszafordítani nem. Ha úgy látják, hogy valami gond van, akkor a lehelyezést félbeszakítva ki tudják dolgozni a probléma megoldását.

A helikopter lehelyezése összesen körülbelül 6 marsi napig fog tartani, ami nagyjából 6 nap és 4 óra lesz itt a Földön. Az első napon egyfajta “csavar-törő” eszközzel oldják ki azt a zárómechanikát, ami stabilan a rover “hasához” szorította az indítás és a leszállás közben. A következő napon egy speciális pirotechnikai eszköz elsütésével vágják el az Ingenuity helikoptert tartó, mechanikus kart fixáló kábeleket; így a kar el tudja kezdeni a mostani vízszintes pozíciójából kiforgatni a drónt. Ezzel egyidőben fogja a helikopter 2 lábát kiengedni a 4-ből.

A NASA Ingenuity marshelikopterének repülési zónája a rover leszállási helyszínének közelében. (Forrás: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona)

A harmadik napon egy kis elektromos motor fejezi be az Ingenuity forgatását, egészen addig, amíg teljesen függőleges pozícióban nem lesz. A negyedik napon engedi ki maradék két leszállólábát is. Mindegyik napon készülnek majd felvételek a WATSON (Wide Angle Topographic Sensor for Operations and eNgineering) kamera jóvoltából, amin nyomon követhető, hogy a helikopter probléma nélkül veszi-e fel a leengedés különböző pozícióit.

Végső állapotában körülbelül 13 centiméter magasan fog lógni a felszín felett. Ezen a ponton mindössze egyetlen zár és néhány tucat apró elektromos kapcsoló fogja a Perseverance rovert és az Ingenuity helikoptert összekötni. A lehelyezés ötödik napján, még utoljára felhasználva a rover erőforrásait, feltöltik a helikopter 6 darab akkumulátorát. Amint elvágják az utolsó kábelt is és leejtik a felszínre a helikoptert, olyan gyorsan elgurulnak felőle, amennyire csak tudnak, hogy minél előtt működésbe léphessenek az Ingenuity napelemei.

A NASA Ingenuity helikopterének indulását bemutató rövid videó. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)

Az üzembe helyezési fázis hatodik, és egyben utolsó napján az Ingenuity csapatának három dolgot kell majd megerősítenie: a helikopter mind a négy lába stabilan áll a felszínen; a rover valóban eltávolodott-e körülbelül 5 méterre; valamint a helikopter és a rover is kommunikálnak-e fedélzeti rádióik segítségével. Ez a nap jelzi majd továbbá annak a 30 napnyi időtartamnak is a kezdetét, amennyi idő alatt az összes repülés előtti tesztnek és a repüléseknek is le kell mennie.

Az Ingenuity egy kísérleti helikopter, a fő célja, hogy kiderítsük, tudunk-e repülni a Marson. Nincsenek rajta tudományos eszközök, nem áll szándékában semmilyen tudományos adatot összegyűjteni. A csapat elmondása szerint teljesen biztosak abban, hogy a 30 nap elegendő lesz mindenre, amit elterveztek. Ha az első éjszakát sikeresen átvészeli, utána mindent meg fognak tenni annak érdekében, hogy sikerüljön fel is repülni vele (letesztelik például, még álló helyzetében, hogy a rotor biztonsággal eléri-e a 2537 rpm sebességet).

Az első repülési teszt a Marson

Mikor minden és mindenki készen áll az első repülésre, a Perseverance fogja megkapni a végleges repülési utasításokat, melyeket továbbít az Ingenuity helikopternek. A pontos felszállási időt több faktor fogja meghatározni, figyelembe veszik például a lokális széljárás modelljeit, illetve a MEDA meteorológiai állomás adatait is. Ezután beindítják az Ingenuity rotorját, és, ha minden gond nélkül eléri végsebességét, akkor felszállás! A helikopter kb. 1 m/s sebességgel fog emelkedni, majd 3 méter magasságban 30 másodpercig lebegni. Végül lassan visszaereszkedve visszaszáll a marsi felszínre.

Az első repülési teszt után néhány órával érkezik meg a Perseverance roverre az Ingenuity által összegyűjtött összes adat; valamint remélhetőleg a rover navigációs és Mastcam-Z kameráinak köszönhetően képek és videók is! Az első repülés utáni este tehát várhatóan kiderül (legalábbis a NASA csapatának számára), hogy sikeres volt-e a teszt. A következő napon már a helikopter saját navigációs kameráinak kis felbontású, fekete-fehér képeit is le lehet tölteni, harmadik napra pedig a helikopter nagy felbontású, színes kameráinak képeit is meg kellene kapjuk. Mindezek alapján döntik majd el, hogy hogyan folytatódjon az Ingenuity küldetése.

Forrás: NASA JPL
Több információ az Ingenuity helikopterről (angol nyelven): https://mars.nasa.gov/technology/helicopter/

Hozzászólás

hozzászólás