Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
"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
РазмерыШасси: 14 см 3 (0,85 куб. Дюйма) [1]
Диаметр120 см (47 дюймов) [1] [2]
Высота80 см (31 дюйм) [1]
Посадочная масса
  • Всего: 1,8 кг (4,0 фунта) [2]
  • Батареи: 273 г (9,6 унции)
Мощность350 Вт [3]
История полетов
Дата запуска30 июля 2020, 11:50 UTC
Запустить сайтМыс Канаверал SLC-41
Дата посадки18 февраля 2021 г., 20:00 UTC (запланировано) [4] ( 2021-02-18UTC20 )
Посадочная площадкаКратер Езеро
Инструменты
Марс Вертолет JPL insignia.svg
Знаки отличия Вертолета Марса JPL

Mars Helicopter Ingenuity [5] [6] - это роботизированный вертолет, который планируется использовать для тестирования технологии для разведки интересных целей на Марсе и помощи в планировании наилучшего маршрута движения для будущих марсоходов . [7] [8] Небольшой беспилотный вертолет планируется развернуть примерно 19 марта 2021 года (30 солей с даты приземления) [9] с марсохода Perseverance в рамках миссии NASA Mars 2020 . [10]

Планируется совершить первый полет на любой планете за пределами Земли [11], и ожидается, что он будет совершать полеты до пяти раз в течение 30-дневной испытательной кампании, в начале миссии марсохода, поскольку это в первую очередь демонстрация технологий. [12] Каждый полет планируется на высоте отОт 3 до 10 м над землей. [13] Он потенциально может преодолевать расстояние до 300 метров (980 футов) за полет. [13] Он может использовать автономное управление во время своих коротких полетов, хотя полеты будут телероботически планироваться и сценарии диспетчеров в JPL. 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. [13]

МиМи Аунг - руководитель проекта. [14] Среди других участников - AeroVironment Inc. , Исследовательский центр НАСА Эймса и Исследовательский центр НАСА в Лэнгли . [15]

Дизайн [ править ]

Летные характеристики Ingenuity
Скорость ротора2400  об / мин [2]
Скорость конца лезвия<0,7 Маха [6]
Время работыОт 1 до 5 рейсов в пределах 30 солей [3]
Максимальная дальность полета300 м (980 футов) [3] [13]
Максимальная дальность, радио1000 м (3300 футов) [13]
Максимальная высота10 м (33 футов) [3]
Максимальная скорость
  • По горизонтали: 10 м / с (33 фут / с) [15]
  • По вертикали: 3 м / с (9,8 фут / с) [15]
Емкость батареи35–40 Вт · ч (130–140 кДж) [11]
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. [16] [17] [18] Вертолет предназначен для получения изображений с высоты птичьего полета с разрешением, примерно в десять раз превышающим разрешение орбитальных изображений, и может отображать элементы, которые могут быть скрыты от камер марсохода. Ожидается, что такая разведка может позволить будущим марсоходам безопасно уезжать в три раза дальше за один сол . [19]

В вертолете используются противовращающиеся соосные винты диаметром около 120 см (47 дюймов). Его полезная нагрузка планируется [ нуждается в обновлении ], чтобы быть камерой высокого разрешения, направленной вниз, для навигации, посадки и научных исследований местности, а также системой связи для передачи данных на марсоход Perseverance . [20] Хотя это самолет, он строится 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 планируется использование солнечного трекера.камера интегрирована в визуальную инерциальную навигационную систему JPL . Некоторые дополнительные входы включают гироскопы , визуальную одометрию , датчики наклона , высотомер и датчики опасности. [21] Он предназначен 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) [11] (заводская емкость 2 А · ч ). [13]

Главный компьютер Ingenuity использует процессор Qualcomm Snapdragon и полетную плату Qualcomm, распространяемую Intrinsyc , с операционной системой Linux . [13] Помимо других функций, он управляет алгоритмом визуальной навигации с помощью оценки скорости, полученной из объектов, отслеживаемых камерой. [13] Процессор Qualcomm подключен к двум микроконтроллерам управления полетом (MCU) для выполнения необходимых функций управления полетом . [13] 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. [13] Система связи предназначена для передачи данных со скоростью 250 кбит / с на расстояние до 1000 м (3 300 футов). [13]

Вертолет в настоящее время летит к Марсу, прикрепленный к нижней части марсохода Perseverance, и должен быть доставлен на поверхность через 60-90 марсианских дней (солей) после приземления или между 19 апреля и 19 мая 2021 года. Затем марсоход будет Предполагается, что к началу испытательного полета он проедет примерно 100 м (330 футов). [22] [23]

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 - около 0,6% от стандартного атмосферного давления на уровне моря на Земле - что эквивалентно вертолету, летящему на высоте 34000 м (112000 футов) в атмосфера Земли . Чтобы смоделировать сильно уменьшенное гравитационное поле Марса, 62% силы тяжести Земли было компенсировано линией, тянущейся вверх во время летных испытаний. [11]

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. [16] [13] [24] 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. [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 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. [25] [13]

Развитие [ править ]

Лаборатория реактивного движения НАСА и компания AeroVironment опубликовали в 2014 году концептуальный проект вертолета-разведчика, который будет сопровождать марсоход. [15] [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 [13] [1], и модели проходили испытания в Арктике, но их включение в миссию еще не было одобрено и не профинансировано. [29] В федеральном бюджете США, объявленном в марте 2018 года, на вертолет было выделено 23 миллиона долларов США 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, [13] [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 уточнили, что расчетный срок службы запланирован на 5 полетов на Марс. [35] [32] Вертолет был назван Ванизой Рупани, 11-классником средней школы округа Таскалуса в Нортпорте, штат Алабама., который представил эссе на конкурс НАСА «Назови вездеход». [5] [36] НАСА инвестировало около 80 миллионов долларов США в создание Mars Helicopter Ingenuity и около 5 миллионов долларов США в эксплуатацию вертолета. [25]

См. Также [ править ]

  • ARES  - предложение о создании роботизированного летательного аппарата Mars
  • Стрекоза -миссияроботизированного винтокрыла на Титан , запуск в 2027 году.
  • Sky-Sailor  - предложение 2004 года о роботизированном летательном аппарате на Марс.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Кларк, Стивен (14 мая 2018 г.). «Вертолет для сопровождения следующего марсохода НАСА на Красную планету» . Космический полет сейчас .
  2. ^ 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 .
  3. ^ a b c d "Марсианский вертолет" . НАСА Марс . НАСА. Архивировано 16 апреля 2020 года . Дата обращения 2 мая 2020 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  4. ^ mars.nasa.gov. "Запустить Windows" . mars.nasa.gov . Проверено 28 июля 2020 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  5. ^ a b 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 .
  6. ^ a b Mars Helicopter Scout . видеопрезентация в Калифорнийском технологическом институте. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  7. ↑ 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 .
  8. ↑ Леоне, Дэн (19 ноября 2015 г.). "Элачи рекламирует вертолетный разведчик для марсохода с кэшированием образцов" . SpaceNews . Проверено 20 ноября 2015 года .
  9. ^ businessinsider.in. «Дата развертывания» . businessinsider.in . Проверено 28 января 2021 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  10. ^ 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 .
  11. ^ 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 .
  12. ^ Решение ожидается в ближайшее время на добавление вертолета на Марс - 2020 . Джефф Фаут. Космические новости . 4 мая 2018.
  13. ^ a b c d e f g h i j k l m n o Mars Helicopter Technology Demonstrator. Архивировано 1 апреля 2019 года на Wayback Machine . (PDF) Дж. (Боб) Баларам, Тимоти Кэнхэм, Кортни Дункан, Мэтт Голомбек, Ховард Фьер Грип, Уэйн Джонсон, Джастин Маки, Амелия Куон, Райан Стерн и Дэвид Жу. 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 .
  14. ^ MiMi Аун - Автономные системы Заместитель Менеджер отдела архивации 5 июня 2018 в Wayback Machine . НАСА / Лаборатория реактивного движения. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  15. ^ 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. Винтокрылая машина НАСА. 2018 Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  16. ^ 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 .
  17. ^ Чанг, Кеннет. «Вертолет на Марсе? НАСА хочет попробовать» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано 12 мая 2018 года . Проверено 12 мая 2018 .
  18. 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 .
  19. ^ Обзор космической робототехники: к науке высшего уровня через исследование космоса (PDF). И Гао, С Чиен - Научная робототехника, 2017.
  20. ^ 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 .
  21. ^ Оценка курса через зондирование солнца для автономной навигации . Парт Шах. 2017 г.
  22. ↑ «Марсианский вертолет НАСА: маленький автономный вертолет для полета на Красной планете». Архивировано 10 июля 2018 года на Wayback Machine . Шубхам Шарма, International Business Times . 14 мая 2018.
  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 . Проверено 20 августа 2020 . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  26. ^ 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
  27. ^ Бенджамин Т. Пипенберг, Мэтью Киннон, Джереми Тайлер, Барт Хиббс, Сара Лэнгберг, Дж. (Боб) Баларам, Ховард Ф. Грип и Джек Пемпеджян. « Проектирование и изготовление несущего винта, планера и систем шасси вертолета Mars », 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, Space News . 23 февраля 2018 г.
  31. ^ НАСА скоро решит, будет ли летающий дрон запускаться с марсоходом Mars 2020 . Стивен Кларк, " Космический полет сейчас" . 15 марта 2018 г.
  32. ^ a b Марсианский вертолет, который будет летать в рамках следующей миссии НАСА на красной планете Rover. Заархивировано 11 мая 2018 года в Wayback Machine . Карен Нортон, Новости НАСА. 11 мая 2018 г. В эту статью включен текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  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. ↑ Марсианский вертолет НАСА, прикрепленный к марсоходу 2020 года, заархивировано 4 ноября 2019 года на Wayback Machine . Новости НАСА - Лаборатория реактивного движения. 28 августа 2019 г. В эту статью включен 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 . 12 мая 2018.
  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.