Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

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 площадка18 ° 26′41 ″ с.ш. 77 ° 27′03 ″ в.д. / 18.4447 ° N 77.4508 ° E / 18.4447; 77,4508 ,
кратер Езеро
Инструменты
Марс Вертолет JPL insignia.svg
Знаки отличия Вертолета Марса JPL

Изобретательность , по прозвищу Джинни , это роботизированная вертолетная , который планируется использовать для тестирования технологии для скаутских целейпредставляющих интерес на Марсе , и помочь спланировать лучший маршрут вождения для будущих марсоходов . [5] [6] Небольшой беспилотный вертолет планируется развернуть примерно через 60 дней после приземления марсохода Perseverance 18 февраля 2021 года в рамкахмиссии NASA Mars 2020 . [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 полетов 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 планируемая 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. [17] Ожидается, что такая разведка может позволить будущим марсоходам безопасно уезжать в три раза дальше за один сол . [18]

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 . [19] 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 слежения, интегрированную в визуальную систему JPL.инерциальная навигационная система . Некоторые дополнительные входы включают гироскопы , визуальную одометрию , датчики наклона , высотомер и датчики опасности. [20] 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] (номинальная емкость 2 А · ч ). [10]

В вертолете используется процессор Qualcomm Snapdragon 801 с операционной системой Linux . [21] 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 . [21] 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 примерно через 60 дней после приземления. [1] Тогда ожидается, что марсоход отъедет примерно на 100 м (330 футов) [ почему? ] для начала полетов изобретательности . [22] [23]

Тестирование [ править ]

В 2019 году предварительные разработки Ingenuity были испытаны на Земле в смоделированных атмосферных и гравитационных условиях Марса. Для летных испытаний , большая вакуумная камера была использована для имитации очень низкое атмосферного давления Марса - заполненный диоксидом углерода до приблизительно 0,60% (около 1 / 160 ) стандартного атмосферного давления на уровне моря на Земле - что примерно эквивалентно вертолет, летящий на высоте 34 000 м (112 000 футов) в атмосфере Земли . Чтобы смоделировать сильно уменьшенное гравитационное поле Марса (38% земного), 62% силы тяжести Земли было компенсировано линией, тянущей вверх во время летных испытаний. [8]

Mars Helicopter INGENUITIY - Модель в масштабе 1: 1 в Hubschraubermuseum Bückeburg (Музей вертолетов Bückeburg)

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] [24] Следующее поколение винтокрылых аппаратов может иметь вес от 5 до 15 кг (от 11 до 33 фунтов) с полезной нагрузкой от 0,5 до 1,5 кг (1,1 и 3,3 фунта). Эти потенциальные самолеты могут иметь прямую связь с орбитальным аппаратом и могут или не могут продолжать работать с приземлившимся активом. [23] 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 можно рассматривать как быстрыеизвлечение небольших тайников с образцами обратно на марсианский восходящий аппарат для возвращения на Землю, например тот, который будет запущен в 2026 году. [25] [10]

Развитие [ править ]

Лаборатория реактивного движения НАСА и компания AeroVironment опубликовали в 2014 году концептуальный проект вертолета-разведчика, который будет сопровождать марсоход. [12] [26] [27] К середине 2016 года запрашивалось 15 миллионов долларов США для продолжения разработки вертолета. [28] 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. [29] В федеральном бюджете США , объявленном в марте 2018 года, было предусмотрено 23 миллиона долларов США на вертолет сроком на один год [30] [31]11 мая 2018 года было объявлено, что вертолет может быть разработан и испытан вовремя, чтобы быть включенным в миссию Марс 2020 . [32] Вертолет прошел обширные испытания динамики полета и условий окружающей среды, [10] [33], а затем был установлен на днище марсохода Perseverance в августе 2019 года. [34] Его масса составляет чуть менее 1,8 кг (4,0 фунта) [ 33], а в JPL уточняется, что расчетный срок службы на Марсе запланирован на 5 полетов. [35] [32] Вертолет был назван Ванизой Руппани, 11-классником средней школы округа Таскалуса в Нортпорте, штат Алабама., который представил эссе на конкурс НАСА «Назови вездеход». [36] [37] НАСА инвестировало около 80 миллионов долларов США в создание Mars Helicopter Ingenuity и около 5 миллионов долларов США в эксплуатацию вертолета. [25]

Acheron FossaeAcidalia PlanitiaAlba MonsAmazonis PlanitiaAonia PlanitiaArabia TerraArcadia PlanitiaArgentea PlanumArgyre PlanitiaChryse PlanitiaClaritas FossaeCydonia MensaeDaedalia PlanumElysium MonsElysium PlanitiaGale craterHadriaca PateraHellas MontesHellas PlanitiaHesperia PlanumHolden craterIcaria PlanumIsidis PlanitiaJezero craterLomonosov craterLucus PlanumLycus SulciLyot craterLunae PlanumMalea PlanumMaraldi craterMareotis FossaeMareotis TempeMargaritifer TerraMie craterMilankovič craterNepenthes MensaeNereidum MontesNilosyrtis MensaeNoachis TerraOlympica FossaeOlympus MonsPlanum AustralePromethei TerraProtonilus MensaeSirenumSisyphi PlanumSolis PlanumSyria PlanumTantalus FossaeTempe TerraTerra CimmeriaTerra SabaeaTerra SirenumTharsis MontesTractus CatenaTyrrhen TerraUlysses PateraUranius PateraUtopia PlanitiaValles MarinerisVastitas BorealisXanthe Terra
Изображение выше содержит интерактивные ссылкиИнтерактивная карта изображения в глобальной топографии Марса , перекрывается с местом Марса спускаемых и вездеходов . Наведите указатель мыши на изображение, чтобы увидеть названия более 60 известных географических объектов, и щелкните, чтобы связать их. Цвет базовой карты указывает относительные высоты на основе данных лазерного альтиметра Mars Orbiter Laser Global Surveyor NASA . Белые и коричневые цвета указывают на самые высокие высоты (От +12 до +8 км ); затем следуют розовые и красные (От +8 до +3 км ); желтый это0 км ; зеленые и синие - более низкие высоты (до−8 км ). Оси - широта и долгота ; Отмечены полярные регионы .
(Смотрите также: Марс карта , Марс Меморандумы , Марс Мемориалы карта ) ( вид • обсудить )
(   Активный ровер •  Активный спускаемый аппарат •  Будущее )
← Бигль 2 (2003)
Любопытство (2012) →
Глубокий космос 2 (1999) →
Ровер Розалинда Франклин (2023 г.) ↓
InSight (2018) →
Марс 2 (1971) →
← Марс 3 (1971)
Марс 6 (1973) →
Полярный спускаемый аппарат (1999) ↓
↑ Возможность (2004)
← Настойчивость (2021)
← Феникс (2008)
Скиапарелли EDM (2016) →
← Соджорнер (1997)
Дух (2004) ↑
↓ Ровер Tianwen-1 (2021 г.)
Викинг 1 (1976) →
Викинг 2 (1976) →

См. Также [ править ]

  • ARES  - предложение по созданию роботизированного самолета на Марс, 2008 г.
  • Атмосфера Марса
  • 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 o "Изобретательность Mars Helicopter Landing Press Kit" (PDF) . НАСА. Январь 2021 архивация (PDF) с оригинала на 18 февраля 2021 года . 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 пролететь 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. Архивировано 21 февраля 2021 года . 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. Архивировано 19 февраля 2021 года . Проверено 23 февраля 2021 года . 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 ротора марсианского вертолета для всестороннего анализа. Архивировано 1 января 2020 г. на Wayback Machine , Витольд Дж. Ф. Конинг, Уэйн Джонсон, Брайан Г. Аллан, НАСА, 2018 г. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественное достояние .
  13. ↑ Марсианский вертолет-разведчик . видеопрезентация в Калифорнийском технологическом институте. Эта статья включает текст из этого источника, находящегося в открытом доступе .
  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. Архивировано 6 декабря 2020 года . Дата обращения 11 мая 2018 .
  17. ^ Greicius, Тони (19 февраля 2021). "Марсианский вертолет НАСА сообщает" . НАСА . Проверено 23 февраля 2021 года .
  18. ↑ Обзор космической робототехники: к науке высшего уровня через освоение космоса. Архивировано 21 февраля 2021 года в Wayback Machine. Y. Gao, S. Chien - Science Robotics, 2017
  19. ^ Вольпе, Ричард. «Робототехническая деятельность в Лаборатории реактивного движения, 2014 г.» (PDF) . Лаборатория реактивного движения . НАСА. Архивировано 21 февраля 2021 года (PDF) . Проверено 1 сентября 2015 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  20. ^ Heading Оценивание с помощью Sun зондирования для автономного плавания архивной 21 февраля 2021 в Wayback Machine , Parth Shah, 2017 год
  21. ^ a b «Как НАСА разработало вертолет, который мог бы автономно летать на Марсе» . IEEE Spectrum . 17 февраля 2021 года. Архивировано 19 февраля 2021 года . Проверено 19 февраля 2021 года .
  22. ↑ «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.
  23. ^ 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 .
  24. ^ "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 .
  25. ^ a b «Пресс-кит о запуске Mars 2020 Perseverance» (PDF) . НАСА. 24 июня 2020. архивации (PDF) с оригинала на 21 июля 2020 года . Проверено 20 августа 2020 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  26. ^ J. Баларам и PT Tokumaru, "винтокрылый летательный аппарат для Mars Exploration", в 11м Международном Планетарный Probe Workshop, 2014, Bibcode 2014LPICo1795.8087B https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2014LPICo1795.8087B/abstract архивации 17 февраля 2021 год на Wayback Machine
  27. ^ Бенджамин Т. Pipenberg, Мэтью Keennon, Джереми Тайлер, Барт Хиббс, Сара Langberg, J. (Bob) Балары, Håvard F. Ручка и Джек Pempejian, " Дизайн и изготовление Марса Вертолет Ротор планеры и Шасси Система архивация 21 февраля 2021 года в Wayback Machine », Американский институт аэронавтики и астронавтики (AIAA), конференция SciTech Forum; 7–11 января 2019 г., Сан-Диего, Калифорния
  28. ↑ Бергер, Эрик (24 мая 2016 г.). «Четыре законодателя диких технологий хотят, чтобы НАСА продолжило работу» . ARS Technica . Дата обращения 24 мая 2016 .
  29. ↑ 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 .
  30. ^ Усилия НАСА по исследованию Марса сводятся к выполнению существующих миссий и планированию возврата образцов , Джефф Фуст, SpaceNews , 23 февраля 2018 г.
  31. ↑ НАСА скоро решит, будет ли летающий дрон запускаться с марсоходом Mars 2020. Архивировано 21 февраля 2021 года на Wayback Machine Стивен Кларк, Spaceflight Now , 15 марта 2018 года.
  32. ^ 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 .
  33. ^ 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 .
  34. ^ 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 .
  35. ^ 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.
  36. ^ 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 .
  37. ^ 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