Seks ting at vide om Ingenuity Mars-helikopteren

Når NASAs Mars 2020 Perseverance rover lanceres fra Cape Canaveral Air Force Station i Florida senere på sommeren, et innovativt eksperiment vil køre med:Ingenuity Mars Helicopter. Opfindsomhed kan kun veje omkring 4 pund (1,8 kg), men den har nogle store ambitioner.

"Brødrene Wright viste, at drevet flyvning i Jordens atmosfære var mulig, ved hjælp af et forsøgsfly, sagde Håvard Grip, Ingenuitys chefpilot ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i det sydlige Californien. "Med opfindsomhed, vi forsøger at gøre det samme for Mars."

Her er seks ting, du bør vide om den første helikopter, der skal til en anden planet:

1. Opfindsomhed er en flyvetest

Opfindsomhed er det, der er kendt som en teknologidemonstration - et projekt, der søger at teste en ny kapacitet for første gang, med begrænset omfang. Tidligere banebrydende teknologidemonstrationer omfatter Mars Pathfinder-roveren Sojourner og den lille Mars Cube One (MarCO) CubeSats, der fløj forbi Mars i 2018.

Opfindsomhed har fire specialfremstillede kulfiberblade, arrangeret i to rotorer, der drejer i modsatte retninger omkring 2, 400 rpm - mange gange hurtigere end en passagerhelikopter på Jorden. Den har også innovative solceller, batterier, og andre komponenter. Opfindsomhed bærer ikke videnskabelige instrumenter og er et separat eksperiment fra Mars 2020 Perseverance-roveren.

2. Opfindsomhed vil være det første fly, der forsøger kontrolleret flyvning på en anden planet

Hvad gør det svært for en helikopter at flyve på Mars? For én ting, Mars' tynde atmosfære gør det svært at opnå tilstrækkelig løft. Fordi Mars-atmosfæren er 99 % mindre tæt end Jordens, Opfindsomhed skal være let, med rotorblade, der er meget større og spinner meget hurtigere, end hvad der ville kræves for en helikopter af Ingenuitys masse på Jorden.

Det kan også være benhårdt koldt ved Jezero Crater, hvor Perseverance vil lande med Opfindsomhed knyttet til maven i februar 2021. Nætter der falder ned til minus 130 grader Fahrenheit (minus 90 grader Celsius). Mens Ingenuitys hold på Jorden har testet helikopteren ved Mars-temperaturer og mener, at den burde virke på Mars efter hensigten, kulden vil skubbe designgrænserne for mange af Ingenuitys dele.

Ud over, flyvekontrollører hos JPL vil ikke være i stand til at styre helikopteren med et joystick. Kommunikationsforsinkelser er en iboende del af arbejdet med rumfartøjer på tværs af interplanetariske afstande. Kommandoer skal sendes i god tid, med tekniske data, der kommer tilbage fra rumfartøjet længe efter, at hver flyvning finder sted. I mellemtiden, Opfindsomhed vil have en masse autonomi til at træffe sine egne beslutninger om, hvordan man flyver til et waypoint og holder sig varm.

3. Opfindsomhed er et passende navn for en robot, der er resultatet af ekstrem kreativitet

Gymnasieelev Vaneeza Rupani fra Northport, Alabama, oprindeligt indsendte navnet Ingenuity for Mars 2020 roveren, før det fik navnet Perseverance, men NASA-embedsmænd anerkendte indsendelsen som et fantastisk navn for helikopteren, givet hvor meget kreativ tænkning holdet brugte for at få missionen i gang.

"Opfindsomheden og glansen af ​​mennesker, der arbejder hårdt for at overvinde udfordringerne ved interplanetariske rejser, er det, der tillader os alle at opleve rumudforskningens vidundere, " skrev Rupani. "Opfindsomhed er det, der tillader folk at udrette fantastiske ting."

4. Opfindsomhed har allerede demonstreret ingeniørkunst

I forsigtige skridt fra 2014 til 2019, ingeniører hos JPL viste, at det var muligt at bygge et fly, der var letvægts, i stand til at generere nok løft i Mars' tynde atmosfære, og i stand til at overleve i et Mars-lignende miljø. De testede gradvist mere avancerede modeller i specielle rumsimulatorer på JPL. I januar 2019, den faktiske helikopter, der kører med Perseverance to the Red Planet, bestod sin endelige flyevaluering. Hvis nogen af ​​disse milepæle mislykkedes, ville eksperimentet have grundlagt.

5. Ingenuity-teamet tæller succes et trin ad gangen

I betragtning af de første ting, som Opfindsomhed forsøger at opnå, holdet har en lang liste af milepæle, de skal bestå, før helikopteren kan lette og lande i foråret 2021. Holdet vil fejre, hver gang de møder en. Milepælene omfatter:

• Efter at have overlevet opsendelsen fra Cape Canaveral, krydstogtet til Mars, og lander på den røde planet
• Sikker udbredelse til overfladen fra Perseverances mave
• Autonomt at holde varmen gennem de intenst kolde Marsnætter
• Oplader sig selv med sit solpanel

Opfindsomhed er beregnet til at demonstrere teknologier, der er nødvendige for at flyve i Mars atmosfære. Hvis det lykkes, disse teknologier kan muliggøre andre avancerede robotflyvende køretøjer, der kan indgå i fremtidige robot- og menneskelige missioner til Mars. De kunne tilbyde et unikt synspunkt, der ikke er tilvejebragt af nuværende orbitere højt over hovedet eller af rovere og landere på jorden, levere billeder i høj opløsning og rekognoscering til robotter eller mennesker, og muliggør adgang til terræn, der er svært for rovere at nå.

"Ingenuity-teamet har gjort alt for at teste helikopteren på Jorden, og vi ser frem til at flyve vores eksperiment i det virkelige miljø på Mars, " sagde MiMi Aung, Ingenuitys projektleder hos JPL. "Vi vil lære hele vejen, og det vil være den ultimative belønning for vores team at være i stand til at tilføje endnu en dimension til den måde, vi udforsker andre verdener på i fremtiden."