Ingenio (helicóptero) - Ingenuity (helicopter)
| Ingenio | |
|---|---|
| Parte de Marte 2020 | |
Ingenio en Marte en Wright Brothers Field, fotografiado por Perseverance el 7 de abril de 2021 ( sol 46)
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| Otros nombres) | |
| Escribe | Helicóptero UAV autónomo extraterrestre |
| Fabricante | Laboratorio de propulsión a chorro ( NASA ) |
| Registro | IGY |
| Detalles técnicos | |
| Dimensiones | |
| Diámetro | Rotores: 1,2 m (4 pies) |
| Altura | 0,49 m (1 pie 7 pulg) |
| Masa de aterrizaje | |
| Poder | 350 vatios |
| Historial de vuelo | |
| Primer vuelo | 19 de abril de 2021, 07:34 UTC |
| Fecha de lanzamiento | 30 de julio de 2020, 11:50:00 UTC |
| Sitio de lanzamiento | Cabo Cañaveral , SLC-41 |
| Último vuelo | 5 de septiembre de 2021 0:10 UTC |
| Fecha de aterrizaje | 18 de febrero de 2021, 20:55 UTC |
| Lugar de aterrizaje |
18 ° 26′41 ″ N 77 ° 27′03 ″ E / 18.4447 ° N 77.4508 ° E Cráter Jezero Octavia E. Butler Landing |
| Vuelos | 13 |
| Horas totales | 00:24:29 horas |
| Distancia recorrida en destino | 2,83 km (1,76 millas) al 4 de septiembre de 2021 |
| Estado | |
| Instrumentos | |
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 Insignia del helicóptero de Marte del JPL
Helicópteros de Marte de la NASA
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El ingenio es un pequeño robot de helicópteros que operan en Marte como parte de la NASA 's Marte 2020 misión. El 19 de abril de 2021, completó con éxito el primer vuelo controlado impulsado por una aeronave en un planeta además de la Tierra, despegando verticalmente , flotando y aterrizando durante una duración de vuelo de 39,1 segundos).
Ingenuity fue diseñado y construido por el Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA. Otros contribuyentes incluyen el Centro de Investigación Ames de la NASA, el Centro de Investigación Langley de la NASA , AeroVironment, Inc. , SolAero y Lockheed Martin Space . El helicóptero había realizado 13 vuelos con éxito hasta el 5 de septiembre de 2021.
El ingenio es operado por baterías cargadas con energía solar que alimentan rotores duales contrarrotantes montados uno encima del otro. Durante su demostración de tecnología de 30 días, el Ingenuity tenía la intención de volar hasta cinco veces a altitudes de 3 a 5 m (10 a 16 pies) sobre el suelo durante hasta 90 segundos cada una. El rango lateral esperado se superó en el tercer vuelo y la duración del vuelo se superó en el cuarto vuelo. Con esos éxitos técnicos, Ingenuity logró sus objetivos originales. Los vuelos demostraron la capacidad del helicóptero para volar en la atmósfera extremadamente delgada de otro planeta a más de cien millones de millas de la Tierra sin control humano directo. Ingenuity opera de forma autónoma, realizando maniobras planificadas, programadas y transmitidas por JPL.
Después de la breve fase de demostración, el JPL comenzó más vuelos como demostraciones operativas, para mostrar cómo la exploración aérea puede beneficiar la exploración futura de Marte y otros mundos. En su función operativa, Ingenuity está observando áreas de interés para un posible examen por parte del rover Perseverance .
El ingenio viajó a Marte unido a la parte inferior de Perseverance , que aterrizó en el sitio de aterrizaje Octavia E. Butler en el cráter Jezero el 18 de febrero de 2021. El helicóptero fue desplegado a la superficie el 3 de abril de 2021 y Perseverance condujo aproximadamente 100 m. (330 pies) de distancia para permitir al dron una "zona de amortiguación" segura en la que realizó su primer vuelo. El éxito se confirmó tres horas después en una transmisión de TV en vivo del control de la misión JPL. En su cuarto vuelo, el 30 de abril de 2021, Ingenuity se convirtió en la primera nave espacial interplanetaria cuyo sonido fue grabado por otra nave espacial interplanetaria, Perseverance .
El ingenio lleva un trozo de tela del ala del Wright Flyer de 1903 , el avión de los hermanos Wright utilizado en el primer vuelo controlado con motor más pesado que el aire en la Tierra. El área inicial de despegue y aterrizaje de Ingenuity se llama Wright Brothers Field como tributo. Antes de Ingenuity , el primer vuelo de cualquier tipo en un planeta más allá de la Tierra fue un vuelo en globo sin motor en Venus , realizado por la nave espacial soviética Vega 1 en 1985.
Diseño
| Velocidad del rotor | 2400-2700 rpm |
| Velocidad de la punta de la hoja | <0,7 Mach |
| Tiempo operativo originalmente planeado | 1 a 5 vuelos en 30 soles |
| Tiempo de vuelo | Hasta 167 segundos por vuelo |
| Alcance máximo, vuelo | 625 m (2050 pies) |
| Alcance máximo, radio | 1.000 m (3.300 pies) |
| Altitud máxima | 12 m (39 pies) |
| Velocidad máxima posible | |
| Capacidad de la batería | 35–40 Wh (130–140 kJ) |
La menor gravedad de Marte (aproximadamente un tercio de la de la Tierra) solo compensa parcialmente la delgadez de la atmósfera de 95% de dióxido de carbono de Marte , lo que hace que sea mucho más difícil para un avión generar una sustentación adecuada . La densidad atmosférica del planeta rojo es de aproximadamente 1 / 100 como la de la Tierra a nivel del mar, o aproximadamente la misma que 87.000 pies (27,000 m), una altitud que nunca alcanzado por helicópteros existentes. Para mantener a Ingenuity en alto, sus aspas de tamaño ampliado de forma especial deben girar a una velocidad de al menos 2400 y hasta 2900 rpm, o aproximadamente 10 veces más rápido de lo que se necesita en la Tierra. Los usos de helicóptero de la contra-rotación de los rotores coaxiales alrededor de 1,2 m (4 pies) de diámetro. Cada rotor está controlado por un plato cíclico independiente que puede afectar tanto al paso colectivo como al cíclico .
Hay dos cámaras a bordo: la cámara de navegación en blanco y negro (NAV) que mira hacia abajo y la cámara a color para tomar imágenes del terreno para regresar a la Tierra (RTE). Aunque es un avión, fue construido según las especificaciones de la nave espacial para soportar la aceleración y las vibraciones durante el lanzamiento. También incluye sistemas resistentes a la radiación capaces de operar en el entorno de Marte. El campo magnético inconsistente de Marte impide el uso de una brújula para la navegación, por lo que Ingenuity se basa en diferentes sensores agrupados en dos conjuntos. Todos los sensores son unidades comerciales listas para usar.
El conjunto del sensor superior con elementos de aislamiento de vibración asociados está montado en el mástil cerca del centro de masa del vehículo para minimizar los efectos de las velocidades angulares y las aceleraciones. Consiste en una unidad de medida inercial ( IMU ) Bosch BMI-160 de calidad para teléfonos móviles y un inclinómetro ( Murata SCA100T-D02), que se utiliza solo en tierra antes del vuelo para calibrar los sesgos de los acelerómetros IMU. El conjunto del sensor inferior consta de un altímetro ( Garmin LIDAR Lite v3), ambas cámaras y una IMU secundaria, todos montados directamente en el módulo principal de la electrónica y no en el mástil. La cámara Omnivision OV7251 orientada hacia abajo admite odometría visual , en la que las imágenes se procesan para producir soluciones de navegación que calculan la posición, velocidad, actitud y otras variables del helicóptero .
El helicóptero utiliza paneles solares para recargar sus baterías , que son seis celdas de iones de litio de Sony con una capacidad de energía de 35 a 40 Wh (130 a 140 kJ) (capacidad nominal de 2 Ah ). La duración del vuelo no está limitada por la potencia disponible, sino por los motores que se calientan un grado centígrado por segundo.
El helicóptero utiliza un procesador Qualcomm Snapdragon 801 con sistema operativo Linux . Entre otras funciones, este procesador controla el algoritmo de navegación visual a través de una estimación de velocidad derivada de las características del terreno rastreadas con la cámara de navegación. El procesador Qualcomm está conectado a dos unidades de microcontrolador de control de vuelo (MCU) para realizar las funciones de control de vuelo necesarias .
El sistema de telecomunicaciones consta de dos radios idénticas con antenas monopolo que apoyan el intercambio de datos entre el helicóptero y el rover. El enlace de radio se basa en los protocolos de comunicación Zigbee de baja potencia , implementados a través de conjuntos de chips SiFlex 02 de 914 MHz montados tanto en el móvil como en el helicóptero. El sistema de comunicación está diseñado para transmitir datos a 250 kbit / s a distancias de hasta 1000 m (3300 pies). La antena ubicada en el panel solar del helicóptero pesa 4 gramos y puede comunicarse por igual en todas las direcciones.
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El equipo
La historia del equipo de Mars Helicopter se remonta a 2012, cuando MiMi Aung dirigía al entonces director del JPL, Charles Elachi, en una gira por la División de Sistemas Autónomos. Al observar los drones que demostraban los algoritmos de navegación a bordo en uno de los laboratorios, Elachi preguntó: "Oye, ¿por qué no hacemos eso en Marte?" El ingeniero Bob Balaram informó a Elachi sobre la viabilidad y, una semana después, Elachi le dijo: "Está bien, tengo algo de dinero para el estudio". En enero de 2015, la NASA acordó financiar el desarrollo de un modelo de tamaño completo, que llegó a conocerse como el vehículo de "reducción de riesgos". Como gerente de proyecto, Aung reunió un equipo multidisciplinario de científicos, ingenieros y técnicos aprovechando toda la experiencia de la NASA.
El equipo de JPL nunca fue mayor que 65 empleados equivalentes a tiempo completo, pero los trabajadores del programa en AeroVironment y los centros de investigación de NASA AMES y Langley llevaron el total a 150. Los miembros del equipo incluyen:
- MiMi Aung - Ingenuity Mars Helicopter Project Manager en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, «líder de la propuesta Mars Helicopter Scout»
- Bob Balaram - Ingeniero jefe
- Teddy Tzanetos - Jefe de operaciones
- Håvard Fjær Grip - Piloto jefe
- Timothy Canham - Líder de operaciones y software de vuelo (antes de junio de 2021)
- Josh Ravich - Jefe de ingeniería mecánica
- Nacer Chahat - Ingeniero senior de antenas / microondas (diseñó las antenas que soportan el enlace de radio tanto en Ingenio como en Perseverancia)
El 15 de junio de 2021, el equipo detrás de Ingenuity fue nombrado ganador en 2021 del premio John L. “Jack” Swigert, Jr. a la exploración espacial de la Space Foundation.
Diseño conceptual
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A - Aspa del rotor ; B - Enlace de tono ; C - Servo ; D - plato cíclico
El JPL y AeroVironment de la NASA publicaron el diseño conceptual en 2014 de un helicóptero explorador para acompañar a un rover. A mediados de 2016, se solicitaron 15 millones de dólares para continuar con el desarrollo del helicóptero. En diciembre de 2017, los modelos de ingeniería del vehículo se habían probado en una atmósfera marciana simulada y los modelos se estaban probando en el Ártico , pero su inclusión en la misión aún no había sido aprobada ni financiada. El presupuesto federal de los Estados Unidos , anunciado en marzo de 2018, proporcionó $ 23 millones para el helicóptero durante un año, y el 11 de mayo de 2018 se anunció que el helicóptero podría desarrollarse y probarse a tiempo para ser incluido en la misión Mars 2020 . El helicóptero se sometió a pruebas exhaustivas de dinámica de vuelo y entorno, y se montó en la parte inferior del rover Perseverance en agosto de 2019. La NASA gastó alrededor de $ 80 millones para construir Ingenuity y alrededor de $ 5 millones para operar el helicóptero.
En abril de 2020, el vehículo fue nombrado Ingenio por Vaneeza Rupani, una niña de 11 ° grado en la escuela secundaria del condado de Tuscaloosa en Northport, Alabama , que presentó un ensayo en el concurso "Name the Rover" de la NASA. Conocido en las etapas de planificación como Mars Helicopter Scout, o simplemente Mars Helicopter, el apodo de Ginny entró en uso más tarde en paralelo al rover padre Perseverance que se conoce cariñosamente como Percy .
Ingenuity fue diseñado para ser un demostrador de tecnología por JPL para evaluar si dicho vehículo podría volar de manera segura. Antes de que fuera construido, lanzado y aterrizado, los científicos y administradores expresaron su esperanza de que los helicópteros pudieran proporcionar mejores mapas y orientación que brindarían a los futuros controladores de la misión más información para ayudar con las rutas de viaje, la planificación y la prevención de peligros. Con base en el rendimiento de los vehículos exploradores anteriores a través de Curiosity , se asumió que tal exploración aérea podría permitir que los vehículos exploradores futuros conduzcan de manera segura hasta tres veces más lejos por sol . Sin embargo, la nueva capacidad AutoNav en Perseverance redujo significativamente esta ventaja, permitiendo que el rover cubriera más de 100 metros por sol.
Pruebas preliminares en la Tierra
En 2019, los diseños preliminares de Ingenuity se probaron en la Tierra en condiciones atmosféricas y de gravedad simuladas de Marte . Para las pruebas de vuelo , se utilizó una gran cámara de vacío para simular la muy baja presión de la atmósfera de Marte , llena de dióxido de carbono a aproximadamente 0,60% (aproximadamente 1 ⁄ 160 ) de la presión atmosférica estándar al nivel del mar en la Tierra, que es aproximadamente equivalente. a un helicóptero que vuela a 34.000 m (112.000 pies) de altitud en la atmósfera de la Tierra . Para simular el campo de gravedad mucho más reducido de Marte (38% de la de la Tierra), el 62% de la gravedad de la Tierra fue compensado por una línea que tiraba hacia arriba durante las pruebas de vuelo. Se utilizó una "pared de viento" que constaba de casi 900 ventiladores de computadora para proporcionar viento en la cámara.
Perfil de la misión
Después del despliegue, el rover se alejó aproximadamente 100 m (330 pies) del dron para permitir una zona de vuelo segura. Se esperaba que el helicóptero Ingenuity volara hasta cinco veces durante una campaña de prueba de 30 días, al principio de la misión del rover.
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Cada vuelo fue planeado para altitudes que van de 3 a 5 m (10 a 16 pies) sobre el suelo, aunque Ingenuity pronto superó la altura planeada. El primer vuelo fue un vuelo estacionario a una altitud de 3 m (9,8 pies), que duró unos 40 segundos e incluyó la toma de una fotografía del rover. El primer vuelo tuvo éxito y los vuelos posteriores fueron cada vez más ambiciosos a medida que se reducía el tiempo asignado para operar el helicóptero. JPL dijo que la misión incluso podría detenerse antes de que finalizara el período de 30 días, en el caso probable de que el helicóptero se estrellara, un resultado que no ocurrió. En hasta 90 segundos por vuelo, Ingenuity podía viajar hasta 50 m (160 pies) hacia abajo y luego regresar al área de inicio, aunque ese objetivo también se superó pronto con el cuarto vuelo. El helicóptero utiliza control autónomo durante sus vuelos, que se telerobotically planificaron y guión de operadores en Jet Propulsion Laboratory (JPL). Se comunica con el rover Perseverance directamente antes y después de cada aterrizaje.
Después de los primeros tres vuelos exitosos, el objetivo se cambió de demostración de tecnología a demostración operativa. El objetivo cambió hacia el apoyo a la misión científica del rover mediante la cartografía y exploración del terreno. Mientras que Ingenuity haría más para ayudar a Perseverance , el rover prestaría menos atención al helicóptero y dejaría de tomarle fotografías en vuelo. Los gerentes del JPL dijeron que el procedimiento fotográfico tomó una cantidad de tiempo "enorme", lo que ralentizó la misión principal del proyecto de buscar signos de vida antigua. El 30 de abril de 2021, el cuarto vuelo capturó con éxito numerosas fotos en color y exploró la superficie con su cámara de navegación en blanco y negro. El 7 de mayo, Ingenuity voló con éxito a un nuevo lugar de aterrizaje.
El 5 de septiembre de 2021, después de completar con éxito la fase de demostración de operaciones, la misión se extendió indefinidamente.
Historia operativa
Perseverance dejó caer el escudo de escombros que protegía a Ingenuity el 21 de marzo de 2021, y el helicóptero se desplegó desde la parte inferior del rover hasta la superficie marciana el 3 de abril de 2021. Ese día se probaron ambas cámaras del helicóptero tomando su primer b / ny color. fotos del suelo del cráter Jezero a la sombra del rover.
Las palas del rotor de Ingenuity se desbloquearon con éxito el 8 de abril de 2021 (misión sol 48), y el helicóptero realizó una prueba de giro del rotor a baja velocidad a 50 rpm.
Se intentó una prueba de giro a alta velocidad el 9 de abril, pero falló debido a la expiración de un temporizador de vigilancia , una medida de software para proteger al helicóptero de una operación incorrecta en condiciones imprevistas. El 12 de abril, JPL dijo que identificó una solución de software para corregir el problema. Sin embargo, para ahorrar tiempo, JPL decidió utilizar un procedimiento alternativo, que según los gerentes tenía un 85% de posibilidades de éxito y sería "el menos perjudicial" para el helicóptero.
El 16 de abril de 2021, Ingenuity pasó con éxito la prueba de giro del rotor a 2400 rpm de velocidad máxima mientras permanecía en la superficie. Tres días después, el 19 de abril, el JPL voló el helicóptero por primera vez. El problema del temporizador de vigilancia se produjo de nuevo cuando se intentó el cuarto vuelo. El equipo reprogramó el vuelo, que tuvo éxito el 30 de abril. El 25 de junio, JPL dijo que había subido una actualización de software la semana anterior para solucionar permanentemente el problema del perro guardián, y que una prueba de giro del rotor y el octavo vuelo confirmaron que la actualización funcionaba.
El equipo de Ingenuity planea volar el helicóptero cada dos o tres semanas durante su misión indefinidamente extendida. La carrera de vuelo del helicóptero, más larga de lo esperado, duró hasta un cambio estacional en Marte, cuando la densidad atmosférica en su ubicación se volvió aún más baja. El equipo de vuelo se preparó al mando de Ingenuity para probar en tierra una rotación más rápida de la pala del rotor, necesaria para una elevación suficiente. JPL dijo que la mayor velocidad de vuelo planificada de 2700 rpm plantearía nuevos riesgos, incluida la vibración, el consumo de energía y la resistencia aerodinámica si las puntas de las palas se acercan a la velocidad del sonido. La velocidad de prueba fue de 2800 rpm, lo que da un margen de aumento si la velocidad de vuelo prevista de 2700 no es suficiente. El ingenio enfrentará otro desafío para mantenerse funcional durante el invierno marciano y la conjunción solar , cuando Marte se moverá detrás del Sol, bloqueando las comunicaciones con la Tierra y obligando al rover y al helicóptero a detener las operaciones. El cierre se producirá a mediados de octubre de 2021, y los preparativos debían comenzar a mediados de septiembre. El helicóptero Ingenuity Mars permanecerá estacionario en su ubicación a 175 metros (575 pies) de distancia de Perseverance y comunicará su estado semanalmente al rover para controles de estado. Si el helicóptero sigue respondiendo después de soportar las duras condiciones del período de apagón, el JPL puede continuar volando; de lo contrario, el equipo terminará la misión.
Lista de vuelos
| No. de vuelo | Fecha (UTC) (Sol) |
Duración (seg) | Altitud máxima | Distancia horizontal | Velocidad máxima sobre el suelo | Ruta | Resumen |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 19 de abril de 2021 a las 07:34 (Sol 58) |
39,1 | 3 m (9,8 pies) | 0 m (0 pies) | 0 m / s (0 mph) | Despegue vertical, vuelo estacionario , aterrizaje en el campo Wright Brothers 18.44486 ° N 77.45102 ° E18 ° 26′41 ″ N 77 ° 27′04 ″ E / | El primer vuelo propulsado por cualquier avión en otro planeta. Mientras flotaba, giró en su lugar 96 grados en una maniobra planificada. Los datos de vuelo se recibieron a las 11:30 UTC. |
| 2 | 22 de abril de 2021 a las 09:33 (Sol 61) |
51,9 | 5 m (16 pies) | 4 m (13 pies) ida y vuelta | 0,5 m / s (1,1 mph) | Flotar, desplazarse hacia el oeste 2 m (6,6 pies), flotar, regresar, flotar, aterrizar 18,44486 ° N 77,45102 ° E18 ° 26′41 ″ N 77 ° 27′04 ″ E / | Desde su vuelo estacionario inicial, se inclinó 5 grados, lo que permitió que los rotores lo volaran 2 metros de lado. Se detuvo, flotó en su lugar y giró en sentido antihorario, guiñando de + 90 ° a 0 ° a -90 ° a -180 °, en 3 pasos, para apuntar su cámara a color en varias direcciones para tomar fotos. Después de eso, voló de regreso a su lugar de despegue. |
| 3 | 25 de abril de 2021 a las 11:31 (Sol 64) |
80,3 | 5 m (16 pies) | 100 m (330 pies) de ida y vuelta | 2 m / s (4,5 mph) | Flotar, desplazarse hacia el norte 50 m (160 pies), regresar, flotar, aterrizar 18,44486 ° N 77,45101 ° E18 ° 26′41 ″ N 77 ° 27′04 ″ E / | Este fue el primer vuelo en aventurarse a cierta distancia del lugar de despliegue del helicóptero. Voló 50 metros hacia abajo a una velocidad de dos metros por segundo. Después de un breve vuelo suspendido sobre el punto de retorno, volvió a aterrizar en el punto de partida. Los datos del vuelo se recibieron a las 14:16 UTC. |
| 4 | 29 de abril de 2021 (Sol 68) | El primer intento del vuelo 4 falló | El software a bordo no pasó al modo de vuelo. | ||||
| 30 de abril de 2021 a las 14:49. (Sol 69) |
116,9 | 5 m (16 pies) | 266 m (873 pies) de ida y vuelta | 3,5 m / s (7,8 mph) | Flotar, desplazarse hacia el sur 84 m (276 pies), flotar, regresar, flotar, aterrizar 18,44486 ° N 77,45112 ° E18 ° 26′41 ″ N 77 ° 27′04 ″ E / | Tomó imágenes en color mientras flotaba en su punto más alejado del despegue. Durante el cuarto vuelo, el rover Perseverance grabó audio y video de Ingenuity , convirtiendo al helicóptero en el primer vehículo interplanetario cuyo sonido fue escuchado y grabado por otro vehículo interplanetario. En este vuelo, el ingenio superó a la perseverancia en la distancia que recorrieron durante la misión. | |
| 5 | 7 de mayo de 2021 a las 19:26 (Sol 76) |
108,2 | 10 m (33 pies) | 129 m (423 pies) | 2 m / s (4,5 mph) | Flotar, desplazarse hacia el sur 129 m (423 pies), ascender a 10 m (33 pies), flotar, aterrizar en el aeródromo B 18,44267 ° N 77,45139 ° E18 ° 26′34 ″ N 77 ° 27′05 ″ E / | Este fue el primer vuelo en aterrizar en una nueva ubicación a 129 m (423 pies) al sur. A su llegada, ganó altitud, flotó, capturó algunas imágenes del terreno en color y luego aterrizó en ese nuevo sitio, el Aeródromo B. Este vuelo fue el último en la fase de demostración de tecnología. |
| 6 | 23 de mayo de 2021 a las 5:20 (Sol 91) |
139,9 | 10 m (33 pies) | 215 m (705 pies) con cambios de dirección | 4 m / s (8,9 mph) | Desplazarse hacia el suroeste unos 150 m (490 pies), hacia el sur unos 15 m (49 pies), al noreste unos 50 m (160 pies), aterrizar cerca del aeródromo C 18,44166 ° N 77,44994 ° E18 ° 26′30 ″ N 77 ° 27′00 ″ E / | Este vuelo fue el primero en la fase de demostración de la operación. Hacia el final del primer tramo de la ruta se produjo un error en el sistema de procesamiento de imágenes de navegación. Se descartó una imagen y las imágenes posteriores con marcas de tiempo incorrectas dieron como resultado que la nave se inclinara hacia adelante y hacia atrás hasta 20 grados, con grandes picos en el consumo de energía. De todos modos, Ingenuity continuó volando en ese modo y aterrizó a unos 5 m (16 pies) del sitio planeado, asumido como su Aeródromo C.
Fue el primer vuelo en el que un helicóptero tuvo que aterrizar en un aeródromo que no fue inspeccionado por otros medios que las imágenes orbitales MRO. |
| 7 | 6 de junio de 2021 (Sol 105) | El primer intento del vuelo 7 falló | El software a bordo no pasó al modo de vuelo. | ||||
| 8 de junio de 2021 a las 15:54 (Sol 107) |
62,8 | 10 m (33 pies) | 106 m (348 pies) | 4 m / s (8,9 mph) | Desplazarse hacia el sur 106 m (348 pies) para aterrizar en el aeródromo D 18.43988 ° N 77.45015 ° E18 ° 26′24 ″ N 77 ° 27′01 ″ E / | Ingenuity voló 106 m (348 pies) hacia el sur hasta un nuevo lugar de aterrizaje y aterrizó en el aeródromo D. La cámara a color no se usó para evitar que se repitiera el fallo del vuelo 6. | |
| 8 | 22 de junio de 2021 a las 0:27 (Sol 121) |
77,4 | 10 m (33 pies) | 160 m (520 pies) | 4 m / s (8,9 mph) | Desplazarse hacia el sureste 160 m (520 pies) para aterrizar en el aeródromo E 18.43724 ° N 77.45079 ° E18 ° 26′14 ″ N 77 ° 27′03 ″ E / | El ingenio voló unos 160 m (520 pies) al sur para aterrizar en el aeródromo E, a unos 133,5 m (438 pies) de Perseverance . Al igual que en el último vuelo, la cámara a color no se usó para evitar que el problema técnico del vuelo 6 volviera a ocurrir. El error se solucionó antes del vuelo 9. |
| 9 | 5 de julio de 2021 a las 9:03 (Sol 133) |
166,4 | 10 m (33 pies) | 625 m (2051 pies) | 5 m / s (11 mph) | Desplazamiento al suroeste 625 m (2050 pies) a Aeródromo F 18.42809 ° N 77.44545 ° E18 ° 25′41 ″ N 77 ° 26′44 ″ E / | El ingenio voló a una longitud récord de 625 m (2050 pies) al suroeste, sobre Séítah , un lugar de investigación prospectivo en el cráter Jezero , a una velocidad récord de cinco metros por segundo. Este fue un vuelo arriesgado, que tensó el sistema de navegación, que asumió un terreno plano mientras que Séítah tenía dunas de arena irregulares. Esto se mitigó en parte con el helicóptero volando más lento sobre las regiones más desafiantes del vuelo. Debido a estos errores, Ingenuity aterrizó a 47 m (154 pies) del centro del campo de aviación de 50 m (160 pies) de radio. Este vuelo hizo que la distancia de viaje de Ingenuity volviera a superar a la Perseverancia . |
| 10 | 24 de julio de 2021 a las 21:07 (Sol 152) |
165,4 | 12 m (39 pies) | 233 m (764 pies) | 5 m / s (11 mph) | Gire hacia el sur y el oeste sobre las crestas elevadas hasta el aeródromo G 18.42808 ° N 77.44373 ° E18 ° 25′41 ″ N 77 ° 26′37 ″ E / | El ingenio recorrió el sur y el oeste sobre Raised Ridges, otro posible lugar de investigación en Marte. A diferencia del anterior, está previsto que Perseverance visite aquí. El ingenio voló una distancia total de 233 m (764 pies) pasando por 10 puntos de referencia, incluidos el despegue y el aterrizaje, a una altura récord de 12 m (39 pies). |
| 11 | 5 de agosto de 2021 a las 4:53 (Sol 164) |
130,9 | 12 m (39 pies) | 383 m (1.257 pies) | 5 m / s (11 mph) | Desplazarse hacia el noroeste 383 m (1257 pies) para aterrizar en el aeródromo H 18.43278 ° N 77.43919 ° E18 ° 25′58 ″ N 77 ° 26′21 ″ E / | Este vuelo fue pensado principalmente como una transición a un nuevo punto de despegue desde donde se planeó el próximo vuelo para las fotografías de la región sur de Séítah. |
| 12 | 16 de agosto de 2021 a las 12:57 (Sol 174) |
169,5 | 10 m (33 pies) | ~ 450 m (1480 pies) de ida y vuelta | 4,3 m / s (9,6 mph) | Viaje de ida y vuelta al noreste durante unos 235 m (771 pies), aterrizó de nuevo cerca del aeródromo H 18.43268 ° N 77.43924 ° E18 ° 25′58 ″ N 77 ° 26′21 ″ E / | El recorrido de la redada a unos 235 m (771 pies) al noreste y de regreso. El camino de retorno se colocó a unos 5 m (16 pies) a un lado para permitir otro intento de recopilación de imágenes emparejadas para una imagen estéreo. Como resultado, el helicóptero aterrizó a unos 25 m (82 pies) al este del punto de despegue. |
| 13 | 5 de septiembre de 2021 a las 00:10 (Sol 194) |
160,5 | 8 m (26 pies) | ~ 210 m (690 pies) ida y vuelta | 3,3 m / s (7,4 mph) | Viaje de ida y vuelta al noreste durante unos 105 m (344 pies), aterrizó de nuevo cerca del aeródromo H 18.43285 ° N 77.43915 ° E18 ° 25′58 ″ N 77 ° 26′21 ″ E / | El viaje de ida y vuelta voló a unos 105 m (344 pies) al noreste y de regreso. El vuelo se concentró en una cresta y afloramientos en particular en el sur de Séítah. |
| 14 | 16 de septiembre de 2021 (Sol 204) a 23 de septiembre de 2021 (Sol 211) | El vuelo se retrasó hasta que finalice la conjunción solar a mediados de octubre, debido a un problema de hardware durante el intento de vuelo inicial. | Giro del rotor más rápido a 2800 rpm probado con éxito en el suelo. Intento de vuelo de 16 pies de altura a 2700 rpm cancelado automáticamente debido a una anomalía del servomotor. Pruebas de servo exitosas ("prueba de meneo") por parte de JPL en un esfuerzo por diagnosticar el problema. El vuelo breve está destinado a verificar el uso del giro del rotor a 2700 rpm durante la baja densidad atmosférica estacional. | ||||
Experiencia de vuelo
| Propiedad de vuelo | Desde el despliegue (3 de abril de 2021 / Sol 43) |
En fase de demostración tecnológica | En fase de demostración de operaciones | % De trabajo realizado por encima de la demostración técnica |
|---|---|---|---|---|
| Soles logrados | 189 | 31 | 158 | 403% |
| Numero de vuelos | 13 | 5 | 8 | 160% |
| Distancia volada (m) | 2,83 kilometros (1,76 millas) | 0,50 km (0,31 millas) | 2,33 km (1,45 millas) | 466% |
| Tiempo volado (s) | 1469 s (24 min 29 s) |
396 s (6 min 36 s) |
1073 s (17 min 53 s) |
271% |
El ingenio ' imaginería s
| No. de vuelo | Fecha (UTC) y misión Mars 2020 sol | Fotografías | Comentarios | |
|---|---|---|---|---|
| b / n NAV |
color RTE |
|||
| Antes del 19 de abril de 2021 (sol 58) | 6 | 6 | Pruebas de cámara previas al vuelo | |
| 1 | 19 de abril de 2021 (sol 58) | 15 | - | |
| 2 | 22 de abril de 2021 (sol 61) | 17 | 3 | La primera sesión fotográfica en color |
| 3 | 25 de abril de 2021 (sol 64) | 24 | 4 | |
| 4 | 30 de abril de 2021 (sol 69) | 62 | 5 | ... |
| 5 | 7 de mayo de 2021 (sol 76) | 128 | 6 | |
| 6 | 23 de mayo de 2021 (sol 91) | 106 | 8 | |
| 7 | 8 de junio de 2021 (sol 107) | 72 | 0 | RTE se desactivó |
| 8 | 22 de junio de 2021 (sol 121) | 186 | 0 | |
| 9 | 5 de julio de 2021 (sol 133) | 193 | 10 | |
| 10 | 24 de julio de 2021 (sol 152) | 190 | 10 | Cinco pares de imágenes en color de crestas elevadas tomadas para hacer anaglifos . |
| 11 | 5 de agosto de 2021 (sol 164) | 194 | 10 | |
| 12 | 16 de agosto de 2021 (Sol 174) | 197 | 10 | Cinco pares de imágenes en color de Séítah tomadas para hacer anaglifos. |
| 13 | 5 de septiembre de 2021 (Sol 193) | 191 | 10 | |
Ingenuity tiene dos cámaras comerciales disponibles (COTS) a bordo. La Sony IMX 214 con una resolución de 4208 x 3120 píxeles es una cámara a color con un obturador global para hacer imágenes del terreno para regresar a la Tierra (RTE). La Omnivision OV7251 (640 × 480) VGA es la cámara de navegación con obturador enrollable (NAV) en blanco y negro que mira hacia abajo, que proporciona a la computadora a bordo del helicóptero los datos sin procesar esenciales para el control de vuelo.
Si bien la cámara a color RTE no es necesaria para el vuelo y puede apagarse (como en los vuelos 7 y 8), la cámara NAV funciona durante cada vuelo, capturando el primer cuadro antes del despegue y el último cuadro después del aterrizaje. Su velocidad de fotogramas está sincronizada con la rotación de la hoja para facilitar el procesamiento de imágenes en línea.
Durante el vuelo, todas las tramas NAV deben almacenarse cuidadosamente en la computadora del helicóptero a bordo, y a cada trama se le debe asignar la marca de tiempo única de su creación. La pérdida de una única marca de tiempo de la imagen NAV fue una anomalía que provocó que el helicóptero se moviera de forma errática durante el vuelo 6.
Cuanto más dure un vuelo, más fotos NAV deben almacenarse. Cada nuevo récord de duración de vuelo significa automáticamente un número récord de imágenes tomadas por la cámara NAV. La frecuencia y el tiempo de las operaciones de la cámara están predeterminados no por el bien de los registros, sino debido a la necesidad técnica. Una gran cantidad de archivos NAV no sobrecarga el almacenamiento local del helicóptero. Se cargan menos de 200 archivos NAV en el almacenamiento de la NASA después de cada vuelo a partir del día 8, y el volumen total de este paquete es de solo 5 megabytes.Las limitaciones son impuestas por la debilidad de las telecomunicaciones locales: cuando aterriza, el helicóptero transmite datos al rover. en modo lento de 20 kbit / s. Otro inconveniente significativo aquí es causado por la ubicación de la antena en el costado del rover: si se gira hacia el lado equivocado del helicóptero, puede impedir la propagación de la señal con su cuerpo de metal masivo.
De hecho, la mayoría de los archivos NAV no se transmiten a la estación base del rover para regresar a la Tierra. Después del cuarto vuelo, MiMi Aung confirmó que "las imágenes de esa cámara de navegación suelen ser utilizadas por el controlador de vuelo de Ingenuity y luego desechadas a menos que le digamos específicamente al helicóptero que las almacene para su uso posterior". De más de 4000 archivos NAV adquiridos en el vuelo cuatro, solo se almacenaron 62.
Con el final de la demostración de tecnología de vuelo, la gerente del proyecto Perseverance , Jennifer Trosper, renunció a las responsabilidades de su equipo de fotografiar Ingenuity para concentrarse exclusivamente en la misión científica del rover de buscar signos de vida antigua marciana. Sin imágenes del rover, el equipo de vuelo se basó más en las fotos tomadas por la cámara NAV del helicóptero para confirmar la ubicación de Ingenuity . Sin embargo, el helicóptero no crea ni refina los mapas, sino que depende del trabajo coordinado por el Centro de Ciencias Astrogeológicas del Servicio Geológico de los Estados Unidos y realizado por los Grupos de Trabajo de Cartografía Lunar y Marte de la NASA.
Para apoyar la misión Mars-2020, el USGS utilizó fotos del Experimento científico de imágenes de alta resolución ( HiRISE ) en el Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) para producir una cámara de contexto (CTX) y modelos digitales del terreno (DTM) y mosaicos de ortoimagen . Esas imágenes fueron utilizadas por la función Terrain Relative Navigation (TRN) en el vehículo de descenso Perseverance y ayudaron a determinar la ubicación de aterrizaje más segura. Usando mapas creados a partir de fotos y datos de elevación de radar adquiridos previamente por el MRO y otras misiones de la NASA, los cartógrafos planetarios los correlacionan manualmente con las características del terreno vistas por las imágenes NAV pequeñas y distorsionadas por lentes de Ingenuity . Después de que se asigna una georreferencia a cada cuadro NAV , los mapas de vuelo resultantes se muestran en el servicio de seguimiento Mars-2020 de la NASA. Los fotogramas NAV de Ingenuity también se utilizan para producir imágenes en movimiento que muestran el terreno marciano pasando bajo Ingenuity durante sus vuelos.
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dura 39 segundos
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48 segundos de animación en tiempo real
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75 segundos de animación en tiempo real
animación completa en tiempo real
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A diferencia de Perseverance , Ingenuity no tiene una cámara estéreo especial para tomar fotos gemelas para imágenes en 3D simultáneamente. Sin embargo, el helicóptero ha tomado esas imágenes tomando fotografías en color duplicadas del mismo terreno mientras se desplaza en posiciones ligeramente desplazadas, como en el vuelo 11, o tomando una fotografía desplazada en el tramo de regreso de un vuelo de ida y vuelta, como en el vuelo 12.
Al 24 de agosto de 2021, se han publicado 1390 imágenes en blanco y negro de la cámara de navegación y 72 imágenes en color de la cámara de terreno (RTE).
Homenajes a los hermanos Wright
Los funcionarios de la NASA y el JPL describieron el primer vuelo de Ingenuity como su "momento de los hermanos Wright", por analogía con el primer vuelo exitoso de un avión en la Tierra. Un pequeño trozo de la tela del ala de los hermanos Wright 1903 de Wright Flyer está conectado a un cable por debajo de ingenio ' de paneles solares s. En 1969, Apolo 11 's Neil Armstrong lleva un parecido Wright Flyer artefacto a la Luna en el módulo lunar Águila .
La NASA nombró la primera pista de aterrizaje de despegue y aterrizaje de Ingenuity Wright Brothers Field, a la cual la agencia de la ONU OACI le dio un código de aeropuerto JZRO para el cráter Jezero, y al dron en sí mismo un designador de tipo IGY, indicativo de llamada INGENUITY.
Iteración futura del diseño del rover de Marte
El demostrador de tecnología Ingenuity podría sentar las bases sobre las cuales se podrían desarrollar aviones más capaces para la exploración aérea de Marte y otros objetivos planetarios con una atmósfera como Mars Science Helicopter. La próxima generación de helicópteros podría estar en el rango de entre 5 y 30 kg (11 y 66 lb) con cargas útiles científicas entre 0,5 y 5 kg (1,1 y 11,0 lb). Estos aviones potenciales podrían tener comunicación directa con un orbitador y pueden o no continuar trabajando con un activo aterrizado. Los futuros helicópteros podrían usarse para explorar regiones especiales con agua helada o salmueras expuestas , donde la vida microbiana de Marte podría potencialmente sobrevivir.
Los datos recopilados por Ingenuity respaldan la planificación de un futuro diseño de helicópteros por parte de los ingenieros de JPL, el Centro de Investigación Ames de la NASA y AeroVironment. El helicóptero Marte Science, una propuesta Ingenuity ' sucesor s, sería una Hexacopter, o helicóptero de seis rotor, con una masa de aproximadamente 30 kg (66 lb) en comparación con 1,8 kg (4,0 lb) de Ingenuity . Mars Science Helicopter podría transportar hasta 5 kg (11 lb) de cargas útiles científicas y volar hasta 10 km (6,2 millas) por vuelo.
Galería
Audio
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Mapas de vuelos
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Imágenes de perseverancia
(19 abril 2021)
(22 abril 2021)
(25 abril 2021)
(30 abril 2021)
(7 de mayo 2021)
(7 de mayo de 2021)
Imágenes adicionales sobre los vuelos
(19 abril 2021)
(22 abril 2021)
Imágenes de Ingenuity
(5 de julio de 2021)
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Secuencia de implementación
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Autorretratos por perseverancia
(abril de 2021)
Ver también
- ARES - Propuesta de avión robótico Mars 2008
-
Atmósfera de Marte : menos del 1% de la presión atmosférica de la Tierra y está compuesta principalmente de dióxido de carbono (95% de CO
2), nitrógeno molecular (2,8%, N 2 ) y argón (2% Ar) - Rotores coaxiales
- Libélula :misión de helicóptero robóticoa la luna Titán de Saturno, lanzamiento planificado en 2027
- Exploración de Marte
- Lista de objetos artificiales en Marte
- Lista de novedades en aviación
- Sky-Sailor - propuesta de 2004 de un avión robótico de Marte
- Paneles solares en naves espaciales
- Vega : el programa espacial de la URSS que incluyó el primer vuelo en globo atmosférico en Venus, en 1985
Notas
Referencias
Citas
Informes de estado
- Bob Balaram (19 de marzo de 2021). "¿Cómo es el clima en Marte?" . Estado # 287 . NASA / JPL . Consultado el 25 de julio de 2021 .
- Bob Balaram (2 de abril de 2021). "Hace frío en Marte" . Estado # 288 . NASA / JPL.
- "¿Cuándo debería volar el ingenio?" . Estado # 289 . NASA / JPL. 8 de abril de 2021 . Consultado el 25 de julio de 2021 .
- "El trabajo avanza hacia el primer vuelo del ingenio en Marte" . Estado # 290 . NASA / JPL. 12 de abril de 2021 . Consultado el 25 de julio de 2021 .
- "Vuelo de helicóptero de Marte retrasado a no antes del 14 de abril" . Estado # 291 . NASA / JPL. 10 de abril de 2021 . Consultado el 25 de julio de 2021 .
- Ingenuity Flight Team (16 de abril de 2021). "Trabajando el desafío: dos caminos para el primer vuelo a Marte" . Estado # 292 . NASA / JPL . Consultado el 25 de julio de 2021 .
- MiMi Aung (17 de abril de 2021). "Por qué decidimos probar nuestro primer vuelo en helicóptero el lunes" . Estado # 293 . NASA / JPL . Consultado el 25 de julio de 2021 .
- MiMi Aung (21 de abril de 2021). "Nos estamos preparando para el segundo vuelo del ingenio" . Estado # 294 . NASA / JPL . Consultado el 25 de julio de 2021 .
- Håvard Grip (23 de abril de 2021). "Nos estamos preparando para la tercera prueba de vuelo de ingenio" . Estado # 295 . NASA / JPL.
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- MiMi Aung (30 de abril de 2021). "El ingenio completa su cuarto vuelo" . Estado # 297 . NASA / JPL . Consultado el 25 de julio de 2021 .
- Håvard Grip (30 de abril de 2021). "Lo que estamos aprendiendo sobre el control de vuelo y el rendimiento aerodinámico de Ingenuity" . Estado # 298 . NASA / JPL . Consultado el 25 de julio de 2021 .
- Josh Ravich (6 de mayo de 2021). "Por qué el quinto vuelo del ingenio será diferente" . Estado # 299 . NASA / JPL . Consultado el 25 de julio de 2021 .
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- Teddy Tzanetos (25 de junio de 2021). "Vuelo 8 éxito, actualizaciones de software y próximos pasos" . Estado # 308 . NASA / JPL . Consultado el 25 de julio de 2021 .
- Håvard Grip & Bob Balaram (2 de julio de 2021). "Vamos a lo grande para el vuelo 9" . Estado # 313 . NASA / JPL . Consultado el 25 de julio de 2021 .
- Håvard Grip y Ken Williford (7 de julio de 2021). "El vuelo 9 fue un mordedor de uñas, pero el ingenio llegó con colores voladores" . Estado # 314 . NASA / JPL . Consultado el 25 de julio de 2021 .
- Teddy Tzanetos (23 de julio de 2021). "Exploración aérea de 'crestas elevadas' para el vuelo 10 de Ingenuity" . Estado # 316 . NASA / JPL . Consultado el 25 de julio de 2021 .
- Josh Ravich (4 de agosto de 2021). "North-By-Northwest para el undécimo vuelo del ingenio" . Estado # 318 . NASA / JPL . Consultado el 5 de agosto de 2021 .
- Teddy Tzanetos (15 de agosto de 2021). "Mejor por docena: el ingenio toma el vuelo 12" . Estado # 321 . NASA / JPL . Consultado el 15 de agosto de 2021 .
- Teddy Tzanetos, Håvard Grip (3 de septiembre de 2021). "Lucky 13: ingenio para bajar para obtener imágenes más detalladas durante el próximo vuelo" . Estado # 329 . NASA / JPL . Consultado el 3 de septiembre de 2021 .
- Håvard Grip (15 de septiembre de 2021). "Volar en Marte es cada vez más difícil" . Estado # 334 . NASA / JPL . Consultado el 15 de septiembre de 2021 .
- Jaakko Karras (28 de septiembre de 2021). "Giro de 2.800 RPM un éxito, pero el vuelo 14 se retrasó para publicar conjunción" . Estado # 336 . NASA / JPL . Consultado el 28 de septiembre de 2021 .
enlaces externos
- Página web de NASA Mars Helicopter
- Registro de vuelo del helicóptero de Marte de la NASA
- Demostrador de tecnología de helicópteros de Marte . (PDF): las características clave del diseño del prototipo de dron.
- Primer video del helicóptero Ingenuity de la NASA en vuelo , a través de YouTube.
- Mapa de ruta de perseverancia , incluidas las rutas de vuelo del ingenio
- Explorar Marte