Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья про вертолет Mars. О его космической миссии см. Марс 2020 . О событиях на Марсе см. Хронология Марса 2020 . Для его марсохода см. Настойчивость (марсоход) .
"Mars Helicopter" перенаправляется сюда. Для вертолетов Mars и других винтокрылых аппаратов в целом см. Самолеты Mars .

Изобретательность
Часть Марса 2020
PIA23882-MarsHelicopterIngenuity-20200429 (trsp) .png
ТипБПЛА вертолет
ПроизводительЛаборатория реактивного движения
Технические детали
Размеры
  • Фюзеляж (корпус): 13,6 см × 19,5 см × 16,3 см (5,4 дюйма × 7,7 дюйма × 6,4 дюйма) [1]
  • Посадочные опоры: 0,384 м (1 фут 3,1 дюйма) [1]
ДиаметрРоторы: 1,2 м (4 фута) [1] [2] [3]
Высота0,49 м (1 фут 7 дюймов) [1]
Посадочная масса
  • Всего: 1,8 кг (4,0 фунта) [1] [3]
  • Батареи: 273 г (9,6 унции)
Мощность350 Вт [1] [4]
История полетов
Дата запуска30 июля 2020, 11:50:00 UTC
Запустить сайтМыс Канаверал , SLC-41
Дата посадки18 февраля 2021 г., 20:55 UTC
Посадочная площадкаКратер Езеро
Инструменты
Марс Вертолет JPL insignia.svg
Знаки отличия Вертолета Марса JPL

Ingenuity - это роботизированный винтокрылый аппарат, который планируется использовать для тестирования технологии разведки интересных целей на Марсе и помощи в планировании наилучшего маршрута движения для будущих марсоходов . [5] [6] Небольшой беспилотный вертолет планируется для развертывания в течение первых 30 золей (около 31 земных дней) после посадки Настойчивости ровера 18 февраля 2021в рамках NASA 2020 Mars миссии. [7]

Планируется сделать первый полет приведенный в действие на любой планете за пределами Земли , [8] и , как ожидается , лететь до пяти раз в течение своей тестовой кампании 30 дней, в начале миссии марсохода, так как это в первую очередь демонстрация технологии. [1] [9] Каждый полет планируется проводить на высоте от 3 до 5 м (10–16 футов) над землей. [1] За 90 секунд на полет он может пролететь до 50 м (160 футов) вниз по дальности, а затем вернуться в стартовую зону. [1] Он может использовать автономное управление во время своих коротких полетов, хотя полеты будут телероботически планироваться и записываться диспетчерами в Лаборатории реактивного движения.. Он будет связываться с марсоходом Perseverance сразу после каждой посадки. Если все будет работать так, как ожидалось, НАСА могло бы развить проект будущих воздушных миссий на Марс. [10]

МиМи Аунг - руководитель проекта. [11] Среди других участников - AeroVironment Inc. , Исследовательский центр НАСА Эймса и Исследовательский центр НАСА в Лэнгли . [12]

Дизайн [ править ]

Летные характеристики Ingenuity
Скорость ротора2400 об / мин [1] [3]
Скорость конца лезвия<0,7 Маха [13]
Время работыОт 1 до 5 рейсов в пределах 30 солей [1] [4]
Время полетаДо 90 секунд на полет [1]
Максимальная дальность полета50 м (160 футов) [1]
Максимальная дальность, радио1000 м (3300 футов) [10]
Максимальная высота5 м (16 футов) [1]
Максимальная скорость
  • По горизонтали: 10 м / с (33 фут / с) [12]
  • По вертикали: 3 м / с (9,8 фут / с) [12]
Емкость батареи35–40 Вт · ч (130–140 кДж) [8]
Диаграмма, показывающая компоненты Ingenuity

Компания Ingenuity призвана продемонстрировать технологии JPL, чтобы оценить, может ли эта технология безопасно летать, и предоставить более качественное картографирование и рекомендации, которые дадут будущим диспетчерам больше информации, чтобы помочь в планировании маршрутов путешествий и предотвращении опасностей, а также в определении достопримечательностей. для марсохода. [14] [15] [16] Вертолет предназначен для получения изображений с высоты птичьего полета с разрешением, примерно в десять раз превышающим разрешение орбитальных изображений, и будет обеспечивать изображения объектов, которые могут быть скрыты от камер марсохода Perseverance. Ожидается, что такая разведка может позволить будущим марсоходам безопасно уезжать в три раза дальше за один сол . [17]

В вертолете используются коаксиальные винты встречного вращения диаметром около 1,2 м (4 фута). Его полезная нагрузка представляет собой направленную вниз камеру с высоким разрешением для навигации, посадки и научных исследований местности, а также систему связи для передачи данных на марсоход Perseverance . [18] Хотя это самолет, он был сконструирован в соответствии со спецификациями космического корабля, чтобы выдерживать перегрузки и вибрацию во время запуска. В него также входят радиационно-стойкие системы, способные работать в холодных условиях Марса. Непостоянство магнитного поля Марса не позволяет использовать компас для навигации, поэтому он использует камеру солнечного трекера, интегрированную в визуально- инерциальную навигационную систему JPL.. Некоторые дополнительные входы включают гироскопы , визуальную одометрию , датчики наклона , высотомер и датчики опасности. [19] Он был разработан для использования солнечных панелей для подзарядки своих батарей, которые представляют собой шесть литий-ионных элементов Sony с энергетической емкостью 35–40 Вт · ч (130–140 кДж) [8] (заводская емкость 2 А · ч ). [10]

В вертолете используется процессор Qualcomm Snapdragon 801 с операционной системой Linux . [20] Помимо других функций, он управляет алгоритмом визуальной навигации с помощью оценки скорости, полученной из объектов, отслеживаемых камерой. [10] Процессор Qualcomm подключен к двум микроконтроллерам управления полетом (MCU) для выполнения необходимых функций управления полетом . [10] Он также имеет IMU и лазерный альтиметр Garmin LIDAR Lite v3 . [20] Связь с марсоходом осуществляется по радиоканалу с использованием маломощного Zigbee.протоколы связи, реализованные с помощью наборов микросхем SiFlex 02 900 МГц, установленных на марсоходе и вертолете. [10] Система связи предназначена для передачи данных со скоростью 250 кбит / с на расстояние до 1000 м (3 300 футов). [10]

Вертолет прикреплен к нижней части марсохода Perseverance , который приземлился 18 февраля 2021 года, и должен быть выведен на поверхность через 60-90 марсианских дней (солей) после приземления или в период с 19 апреля по 19 мая 2021 года. Предполагается, что марсоход отъедет примерно на 100 м (330 футов) к началу полетов Ingenuity . [21] [22]

Тестирование [ править ]

В 2019 году предварительные разработки Ingenuity были испытаны на Земле в смоделированных атмосферных и гравитационных условиях Марса. Для летных испытаний использовалась большая вакуумная камера для имитации очень низкого атмосферного давления Марса, заполненного углекислым газом примерно до 0,60% от стандартного атмосферного давления на уровне моря на Земле, что примерно эквивалентно полету вертолета на высоте 34000 м ( 112000 футов) высота в атмосфере Земли . Чтобы смоделировать сильно уменьшенное гравитационное поле Марса, 62% силы тяжести Земли было компенсировано линией, тянущейся вверх во время летных испытаний. [8]

Будущая итерация дизайна марсохода [ править ]

Изобретательность демонстратор технологой могла бы послужить основу , на которой более способные самолеты могли быть разработаны для воздушной разведки Марса и других планеты целей с атмосферой. [14] [10] [23] Новое поколение винтокрылых аппаратов может весить от 5 до 15 кг с научной полезной нагрузкой от 0,5 до 1,5 кг. Эти потенциальные самолеты могут иметь прямую связь с орбитальным аппаратом и могут или не могут продолжать работать с приземлившимся активом. [22] Вертолеты будущего могут быть использованы для исследования особых регионов с открытым водяным льдом или рассолами, где потенциально может выжить земная микробная жизнь. Вертолеты Mars также могут быть рассмотрены для быстрого извлечения небольших тайников с образцами.обратно на марсианский аппарат для возвращения на Землю, такой как тот, который будет запущен в 2026 году. [24] [10]

Развитие [ править ]

Лаборатория реактивного движения НАСА и компания AeroVironment опубликовали в 2014 году концептуальный проект вертолета-разведчика, который будет сопровождать марсоход. [12] [25] [26] К середине 2016 года запрашивалось 15 миллионов долларов США для продолжения разработки вертолета. [27] К декабрю 2017 года инженерные модели корабля были испытаны в смоделированной марсианской атмосфере [10] [2], и модели проходили испытания в Арктике , но его включение в миссию еще не было одобрено и не профинансировано. [28] В федеральном бюджете США , объявленном в марте 2018 года, было предусмотрено 23 миллиона долларов США на покупку вертолета сроком на один год [29] [30]11 мая 2018 года было объявлено, что вертолет может быть разработан и испытан вовремя, чтобы быть включенным в миссию Марс 2020 . [31] Вертолет прошел обширные испытания динамики полета и условий окружающей среды, [10] [32], а затем был установлен на днище марсохода Perseverance в августе 2019 года. [33] Его масса составляет чуть менее 1,8 кг (4,0 фунта) [ 32], а в JPL уточняется, что расчетный срок службы на Марсе запланирован на 5 полетов. [34] [31] Название вертолета дал Ваниза Руппани, 11-классник средней школы округа Таскалуса в Нортпорте, Алабама., который представил эссе на конкурс НАСА «Назови вездеход». [35] [36] НАСА инвестировало около 80 миллионов долларов США в создание Mars Helicopter Ingenuity и около 5 миллионов долларов США в эксплуатацию вертолета. [24]

См. Также [ править ]

  • ARES  - предложение по созданию роботизированного самолета на Марс, 2008 г.
  • Стрекоза -миссияроботизированного винтокрылого аппарата к Титану , спутнику Сатурна , запуск в 2027 году
  • Sky-Sailor  - предложение 2004 года о роботизированном летательном аппарате на Марс.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h i j k l m n "Изобретательность Mars Helicopter Landing Press Kit" (PDF) . НАСА. Январь 2021 . Проверено 14 февраля 2021 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  2. ^ a b Кларк, Стивен (14 мая 2018 г.). «Вертолет для сопровождения следующего марсохода НАСА на Красную планету» . Космический полет сейчас.
  3. ^ a b c "Информация о вертолете Mars" (PDF) . НАСА. Февраль 2020. Архивировано (PDF) из оригинала 22 марта 2020 года . Дата обращения 2 мая 2020 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  4. ^ а б «Марс Вертолет» . mars.nasa.gov . НАСА. Архивировано 16 апреля 2020 года . Дата обращения 2 мая 2020 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  5. ↑ Чанг, Кеннет (23 июня 2020 г.). «Марс приближается к своему« моменту братьев Райт »- В рамках своей следующей миссии на Марс НАСА отправляет экспериментальный вертолет, чтобы он пролетел через тонкую атмосферу красной планеты» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано 23 июня 2020 года . Проверено 23 июня 2020 .
  6. ↑ Леоне, Дэн (19 ноября 2015 г.). "Элачи рекламирует вертолетный разведчик для марсохода с кэшированием образцов" . SpaceNews . Проверено 20 ноября 2015 года .
  7. ^ Agle, округ Колумбия; Хауталуома, Грей; Джонсон, Алана (23 июня 2020 г.). «Как марсианский вертолет НАСА достигнет поверхности Красной планеты» . НАСА . Проверено 23 июня 2020 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  8. ^ a b c d Первый полет на другую планету! . Veritasium. 10 августа 2019 года. Архивировано 28 июля 2020 года . Проверено 3 августа 2020 года - через YouTube.
  9. ^ Решение ожидается в ближайшее время на добавление вертолета на Марс 2020 , Джефф Fout, SpaceNews , 4 мая 2018
  10. ^ a b c d e f g h i j k Mars Helicopter Technology Demonstrator. Архивировано 1 апреля 2019 г. в Wayback Machine. Дж. (Боб) Баларам, Тимоти Кэнхэм, Кортни Дункан, Мэтт Голомбек, Ховард Фьер Грип, Уэйн Джонсон, Джастин Маки, Амелия Куон, Райан Стерн и Дэвид Чжу. Американский институт аэронавтики и астронавтики (AIAA), Конференция SciTech Forum; 8–12 января 2018 г., Киссимми, Флорида doi : 10.2514 / 6.2018-0023 Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  11. ^ МиМи Аунг - заместитель менеджера отдела автономных систем. Архивировано 5 июня 2018 года на Wayback Machine NASA / JPL. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в открытом доступе .
  12. ^ a b c d Создание модели винта вертолета Mars для всестороннего анализа. Архивировано 1 января 2020 года в Wayback Machine . (PDF) Витольд Дж. Ф. Конинг, Уэйн Джонсон, Брайан Г. Аллан, NASA Rotorcraft, 2018 Эта статья включает текст из этого источника, который находится в открытом доступе .
  13. ↑ Марсианский вертолет-разведчик . видеопрезентация в Калифорнийском технологическом институте. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  14. ^ а б Браун, Дуэйн; Вендел, Джоанна; Агл, округ Колумбия; Нортон, Карен (11 мая 2018 г.). «Вертолет Марса будет летать в следующей миссии НАСА на красной планете вездехода» . НАСА. Архивировано 11 мая 2018 года . Дата обращения 11 мая 2018 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  15. ^ Чанг, Кеннет. «Вертолет на Марсе? НАСА хочет попробовать» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано 12 мая 2018 года . Проверено 12 мая 2018 .
  16. Рианна Гуш, Лорен (11 мая 2018 г.). «НАСА отправляет вертолет на Марс, чтобы увидеть планету с высоты птичьего полета - это марсианский вертолет» . Грань . Дата обращения 11 мая 2018 .
  17. ^ Обзор космической робототехники: к науке высшего уровня через освоение космоса Y. Gao, S. Chien - Science Robotics, 2017
  18. ^ Вольпе, Ричард. «Робототехническая деятельность в Лаборатории реактивного движения, 2014 г.» (PDF) . Лаборатория реактивного движения . НАСА . Проверено 1 сентября 2015 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  19. ^ Оценка курса через зондирование солнца для автономной навигации , Парт Шах, 2017
  20. ^ a b «Как НАСА разработало вертолет, который мог бы автономно летать на Марсе» . IEEE Spectrum . 17 февраля 2021 г.
  21. ↑ «Марсианский вертолет НАСА: маленький автономный вертолет для полета на Красной планете». Архивировано 10 июля 2018 г. в Wayback Machine , Шубхам Шарма, International Business Times , 14 мая 2018 г.
  22. ^ a b «Mars Helicopter - новый вызов для полета» (PDF) . НАСА. Июль 2018. Архивировано (PDF) из оригинала 1 января 2020 года . Проверено 20 июля 2018 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  23. ^ "Mars Helicopter - новый вызов для полета" (PDF) . НАСА. Июль 2018. Архивировано (PDF) из оригинала 1 января 2020 года . Проверено 9 августа 2018 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  24. ^ a b «Пресс-кит о запуске Mars 2020 Perseverance» (PDF) . НАСА. 24 июня 2020 . Проверено 20 августа 2020 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  25. ^ J. Балары и PT Tokumaru, "винтокрылые летательный аппарат для Mars Exploration", в 11м Международной Планетарной Probe Workshop, 2014. Bibcode 2014LPICo1795.8087B https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2014LPICo1795.8087B/abstract
  26. ^ Бенджамина Т. Pipenberg, Мэтью Keennon, Джереми Тайлер, Барт Гиббс, Сара Langberg, J. (BOB) Балары, Håvard Ф. тиски и Джек Pempejian « Проектирование и изготовление Марса Вертолет Ротор, планер, и шасси Система » , Американский институт аэронавтики и астронавтики (AIAA), Конференция SciTech Forum; 7–11 января 2019 г., Сан-Диего, Калифорния
  27. ↑ Бергер, Эрик (24 мая 2016 г.). «Четыре законодателя диких технологий хотят, чтобы НАСА продолжило работу» . ARS Technica . Дата обращения 24 мая 2016 .
  28. ↑ Дюбуа, Шантель (29 ноября 2017 г.). «Дроны на Марсе? Проекты НАСА могут скоро использовать дроны для исследования космоса» . Все о схемах. Архивировано 7 декабря 2017 года . Проверено 14 января 2018 .
  29. ^ Усилия НАСА по исследованию Марса сводятся к выполнению существующих миссий и планированию возврата образцов , Джефф Фуст, SpaceNews 23 февраля 2018 г.
  30. ^ НАСА решит в ближайшее время, будет ли летающий дрон запускать с марсоходом Mars 2020 Стивен Кларк, Spaceflight Now 15 марта 2018 г.
  31. ^ a b Марсианский вертолет, который будет летать в рамках следующей миссии НАСА с марсоходом на красной планете. Архивировано 11 мая 2018 года на Wayback Machine Карен Нортон, НАСА, 11 мая 2018 года. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в открытом доступе .
  32. ^ a b Agle, AG; Джонсон, Алана (28 марта 2019 г.). "Вертолет НАСА" Марс завершает летные испытания " . НАСА. Архивировано 29 марта 2019 года . Проверено 28 марта 2019 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  33. ^ Марс вертолет НАСА Прикрепленного на Марс 2020 Rover архивного 4 ноября 2019 года в Вайбаке машина НАСА JPL 28 августа 2019 Эта статья содержит текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  34. ^ Да, НАСА действительно отправляет вертолет на Марс: вот что оно будет делать. Архивировано 15 мая 2018 года в Wayback Machine Сара Левин, Space.com , 12 мая 2018 года.
  35. ^ Хауталуома, Грей; Джонсон, Алана; Агл, округ Колумбия (29 апреля 2020 г.). «Учащийся средней школы Алабамы называет марсианский вертолет НАСА» . НАСА. Архивировано 30 апреля 2020 года . Проверено 29 апреля 2020 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  36. ^ Agle, округ Колумбия; Кук, Цзя-Руи; Джонсон, Алана (29 апреля 2020 г.). «Вопросы и ответы со студентом, который назвал изобретательность, марсианский вертолет НАСА» . НАСА . Архивировано 4 июня 2020 года . Проверено 29 апреля 2020 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .

Внешние ссылки [ править ]

  • Веб-страница NASA Mars Helicopter
  • Демонстратор вертолетных технологий Mars . (PDF) - Основные конструктивные особенности прототипа дрона.
  • Официальный сайт Mars 2020