Ingenuity
Ingenuity (с англ. — «Изобретательность»), Индженьюити[12][13]; проектное название до апреля 2020 года[14] Mars Helicopter Scout (с англ. — «Марсианский вертолёт-разведчик») — роботизированный беспилотный вертолёт, совершивший 19 апреля 2021 года полёт на Марсе, став первым летательным аппаратом с собственным двигателем, предназначенным для многократных полётов в атмосфере другого небесного тела. Первый в истории неуправляемый полёт в атмосфере другой планеты совершил в 1985 году аэростатный зонд советской межпланетной станции «Вега-1» на Венере[15].
| Ingenuity | |
|---|---|
| «Изобретательность» | |
| Mars Helicopter Scout | |
 Ingenuity на Марсе | |
| Тип | вертолёт |
| Планета | Марс |
| Экспедиция | Марс-2020 |
| Разработчики |
Лаборатория реактивного движения, AeroVironment, SolAero, Lockheed Martin Space[1] |
| Бюджет | 85 млн $[2] |
| Задачи | исследование Марса |
| Базовый аппарат, дата посадки |
Персеверанс 18.02.2021 20:55 UTC |
| Дата первого полёта | 19.04.2021 07:34 UTC |
| Дата последнего полёта | 26.02.2022 |
| Суммарный налёт | |
| Рейсов | 20 |
| Метров | 4045 м[3][4] |
| Часов | 00:34:38 |
| Технические характеристики | |
| Масса | 1,8 кг[5] |
| Грузоподъёмность | 0 |
| Габариты фюзеляжа | 136×195×163 мм |
| Общая высота | 490 мм |
| Движитель | Лопастной винт |
| Лопасти | 2 пары, ∅ 1210 мм[6][7] |
| Панель солнечных батарей | |
| Габариты панели | 425×165 мм (680 см²) |
| Площадь элементов | 544 см²[8] |
| Дата подключения | 03.04.2021 |
| Автономное энергообеспечение | |
| Аккумуляторы | 6 элементов Sony VTC4 |
| Ёмкость | 35,75 Вт⋅ч[8] (128,7 кДж) |
| Мощность | 350 Вт[9] |
| Время подзарядки | более суток |
| Лётные характеристики | |
| Дальность полёта | 600 м; факт. 625 м[4] |
| Высота полёта | 12 м[4] |
| Скорость полёта | 10 м/с; факт. до 5 м/с[4] |
| Скороподъёмность | 4 м/с (макс. на 08.06.2021[10]) |
| Скорость снижения | 1 м/с |
| Эксплуатационные характеристики | |
| Скорость вращения винта | 2400÷2900[5] об./мин. |
| Уклон места стоянки | до 10°[8] |
| Предел удаления по связи | 1000 м[8] |
| Ресурс шасси | 100 посадок[11] |
| Критическая температура | –15°C[8] |
| Средства инерциальной навигации | |
| Код ИКАО | IGY |
| mars.nasa.gov/technology… | |
 Медиафайлы на Викискладе | |
С 2012 года разрабатывался за рамками программы «Марс-2020» и вне её бюджета[16]; не входил в число семи инструментов марсохода, утверждённых в июле 2014 года[17]. Включён в программу экспедиции только 11 мая 2018 года[18] в качестве образца для демонстрации технологии полётов на протяжении пяти показательных рейсов (англ. technology demo)[19][9]. Накануне их завершения, 30 апреля 2021 года было решено продолжить полёты в порядке «демонстрации возможностей» использования вертолётов как вспомогательных средств (англ. operations demo) для марсоходов[20], под чем в экспедиции «Марс-2020» понимается предварительное цветное фотографирование местности. В начале сентября 2021 года финансирование эксплуатации вертолёта было продлено на неопределённый срок[21]: «любое увеличение затрат [всё равно] будет мизерным в сравнении со [знаниями], которые НАСА извлекает»[22].
На момент запуска НАСА вложило в создание Ingenuity 85 млн долларов США[2] (по версии UPI 80 млн[22]).
Описание конструкции аппарата
| Элементы | Габариты, мм |
|---|---|
| Общая высота | 490 |
| Фюзеляж (д, ш, в) | 195×163×136 |
| в том числе платформа | ~190×~160×~30 |
| Клиренс | ~130[9] |
| Длина стойки шасси | 384 |
| Панель солнечной батареи | 425×165[23] |
Несущим элементом конструкции аппарата служит крестообразная платформа, поставленная на раскосые стойки, расходящиеся примерно под ~45°. Каждая стойка сопряжена со своей балкой крестовины через амортизаторы. Сверху на середину крестовины установлена колонка соосных винтов вертолёта (диаметр лопастей 1210 мм), поверх которой прикреплена панель солнечных батарей размером 425×165 мм[8].
Снизу к платформе подвешен обтянутый термозащитной плёнкой фюзеляж в форме параллелепипеда. Передней гранью фюзеляжа считается та, на нижнее ребро которой выведена обзорная камера RTE, и в направлении которой смещена относительно оси симметрии камера NAV. Общая его высота составляет 13,6 см, из них около 10,5 см — термоизолированная камера авионики и около 3 см несущая платформа. Каждая стойка при длине 38,4 см (без кольца амортизатора), находясь в наклонном положении, обеспечивает просвет около 13 см между днищем фюзеляжа и горизонтальной плоскостью опоры.
При недостаточной точности измерений, получаемых от средств инерционной навигации, в отсутствие средств регистрации местоположения вертолёта в полёте реконструкция его движения производится на Земле по послеполётным фотографиям[24]. Важную роль в определении местоположения вертолёта в пространстве играют размеры и форма отбрасываемой им тени, а также её местоположение на снимке. Так, из того, что панель солнечной батареи вытянута вдоль самых длинных (195 мм) граней фюзеляжа и продольной оси вертолёта, следует: если фюзеляж развёрнут к объективу одним из бортов, то солнечная панель будет просматриваться на кадре, как самый широкий после лопастей элемент общего контура вертолёта. По своей ширине солнечная батарея, а также «передняя» и «задняя» грани фюзеляжа (163 мм) примерно равны, так что в проекции панель полностью перекрывает фюзеляж в виде сверху или снизу[8].
Поскольку оптическая ось навигационной камеры NAV перпендикулярна плоскости днища фюзеляжа, то размер выступа его тени за тень панели и смещение этого выступа относительно центра панели складываются за счёт: 1) высоты Солнца над горизонтом, 2) отклонения оси аппарата от вертикали и 3) наклона поверхности, на которую его тень спроецирована[lower-alpha 1]. Как таковой, соосный вертолёт может с равным успехом двигаться любой стороной фюзеляжа вперёд: программа обработки изображений, поступающих от камеры NAV, немедленно учитывает все повороты фюзеляжа. В 6-м и 10-м рейсах некоторые отрезки Ingenuity проходил «боком вперёд», а трассу 11-го полёта и вовсе прошёл «задним ходом», развернувшись после набора высоты на 180°[25].
Небольшая асимметрия позволяет различать «переднюю» и «заднюю» стороны фюзеляжа. Задние и правый передний «башмачки» стоек одинаковы и имеют форму копытец, тогда как левый передний имеет кольцеобразное завершение — его верхняя часть видится по левому краю фотографий с RTE чуть выше, чем «копытце» правой передней стойки. Антенна на панели солнечной батареи смещена по продольной оси вертолёта от центра мачты к «хвосту», то есть в сторону, противоположную «колечку» на левой передней стойке шасси[26].
Особенности воздухоплавания на Марсе
Основные природные факторы
Все небесные тела, окружённые газовой оболочкой, имеют единую физическую предпосылку воздухоплавания — закон Бернулли о подъёмной силе, препятствующей свободному падению движущегося летательного аппарата. Однако возможность её реализации на каждом небесном теле зависит от качественных характеристик воздушной среды и силы тяжести, которую предстоит преодолеть. Для Земли и Марса сопоставляемые параметры складываются следующим образом[27]:
| Параметр | Единицы измерения |
Земля (N2 + O2) |
Марс (N2 + CO2) |
|---|---|---|---|
| Плотность атмосферы, ρ | кг/м³ | 1,225 | 0,017 |
| Температура, T | ℃ | +15 | -50 |
| Динамическая вязкость, μ | Ns/м² | 0,0000175 | 0,0000113 |
| Скорость звука, α | м/с | 340,3 | 233,1 |
По-разному формируются и основные критерии подобия, используемые в таких противопоставлениях: число Маха и число Рейнольдса. Особая геометрия лопастей, максимально использующая потенциал подъёмной силы марсианского вертолёта, была обоснована ещё в 1997 году[28]. Однако их радиус и скорость вращения винта нельзя наращивать беспредельно: кончики лопастей не должны двигаться быстрее скорости звука, иначе нарастание механических вибраций и резонанс разрушат аппарат. По расчётам (на Земле испытания на разрушение аппарата не проводились) Ingenuity выходит на 0,8 Маха при 2800 об./мин[25]. На этот предел пришлось выйти уже в сентябре 2021 года[29]
Фактическое состояние атмосферы: давление, плотность и вязкость может существенно снизить подъёмную силу против расчётной. Для взлёта необходимо 20-30% превышение тягового усилия над взлётным весом. В первые месяцы при плотности воздуха 0,0145 кг/м³ роторы обеспечивали 30%. Однако при её падении до 0,012 кг/м³ прирост тяги снижается до 8 % — критической цифры, при которой вертолёт оказывается в аэродинамическом застое, когда даже увеличение скорости оборотов не приведёт к взлёту. В сентябре 2021 года сезонному снижению плотности воздуха удалось противопоставить форсаж до 2800 об./мин[25], однако в первые дни 2022 года плотность упала на 7% ниже расчётной, и рейс №19 пришлось отменить с привычной на Земле формулировкой «по неблагоприятным метеоусловиям»[30].
При подготовке экспедиции Марс-2020 ориентировались на наблюдения метеостанции Curiosity, зафиксировавшей в кратере Гейла, помимо сезонных, также и суточные колебания атмосферного давления от 780 Па в утренние до 700 Па и ниже[31] в вечерние часы. Примерно такой же диапазон наблюдается и в кратере Езеро, но абсолютная величина давления оказалась здесь на 100 паскалей ниже. Пополнение истощённого за ночь заряда батарей начинается медленно, на низких углах Солнца над горизонтом, но задержка старта ухудшает условия полёта. В предполётной документации старты предполагались в 11 часов местного времени при плотности 0,016÷0,0175 кг/м³[32]; по прибытии на Марс эта цифра была сдвинута на 1÷1,5 часа вперёд, и Ingenuity обычно взлетает после полудня.
Каждую осень на Марсе усиливается движение пыли и песка в форме локальных, а в отдельные годы (2018, 2007, and 2001) и глобальных планетных бурь. В 2022 году осень наступает 24 февраля, но облако пыли поднялось над Сыртом уже в первые дни января. Скорость подзарядки аккумуляторов вертолёта снизилась на 18%; одновременно вырос и слой песка на палубе марсохода. Запылённый воздух прогревается быстрее, что дополнительно снизило атмосферное давление на 7%. По совокупности этих неблагоприятных метеоусловий 19-й рейс пришлось отложить, но поскольку наиболее «пыльное» время года, зима, ещё впереди, практически до конца 2022 года условия дальнейших полётов простыми быть не обещают[30].
Управление аппаратом и навигация на Марсе
Пока проблема высадки человека на другие планеты не решена, всякое движение доставленной туда техники возможно только в режиме программируемого дистанционного управления. Составив и выслав планетоходу (планетолёту) программу его движения, Земля может получить отчётную телеметрию лишь после задержки[9], продолжительность которой зависит от удалённости планеты. Значительный эксцентриситет орбиты Марса (ε=0,094 по сравнению с ε=0,017 у Земли[33]) отражается в сильном разбросе показателей времени прохождения сигнала, которое при максимальном удалении планет (2,63 а. е. или более 400 млн км) может достигать 22 минут[33]. Наконец. если при этом наступает так называемое верхнее соединение планет, когда между ними оказывается Солнце, из-за помех, создаваемых его короной, вести радиообмен вообще невозможно[34][35].
Во избежание потери оборудования ценой в миллиарды долларов, на периоды верхнего соединения НАСА централизованно устанавливает мораторий на передачу любых команд своим объектам на Марсе и на орбитах вокруг него. В предыдущий раз срок такого моратория был установлен для всех марсоходов с 4 апреля по 1 мая 2013 года, а со спутниками (MRO и «Одиссей») с 9 по 26 апреля 2013 года[36]. В 2021 году соединение планет произошло 8 октября 2021 года в 06:35 московского времени (03:35 UTC). На этот раз НАСА сократило сроки моратория до 12 дней, между 2 и 14 октября 2021 года (азимут Марса по Солнцу не менее 2 градусов)[34]. Позже для JPL срок моратория был определён в период между 28 сентября и 17 октября 2021 года (217—235 солы)[37]. Для Curiosity, этого «старшего брата» Perseverance, начало моратория пришлось на 240-й сол его экспедиции[36]; приблизительное совпадение по солам не случайно, так как «окна» дат запусков ракет на Марс привязаны к тем же факторам взаимного положения планет на своих орбитах.
Период пребывания в автономном режиме оба аппарата экспедиции Марс-2020 прошли без потерь. Ingenuity раз в неделю сбрасывал свою телеметрию на борт Perseverance, который, в свою очередь передал её на Землю в первые дни по завершении моратория. По завершении её изучения Perseverance возобновил движение на 237-й сол. Вертолёт же, завершив в 236—240 солы испытания форсированного режима, осуществил в 241-й сол пробный 14-й полёт[38].
.png.webp)
.png.webp)
«Земные» способы определения местоположения воздушного судна в пространстве для марсианского воздухоплавания не подходят: слабость и неустойчивость магнитного поля Марса не позволяет использовать компас, а высокоточные гироскопические приборы и средства ориентации по Солнцу[40] выходят за пределы грузоподъёмности марсолёта. Вместе с тем, воздушная навигация необходима здесь в полном наборе инструментов определения навигационных элементов (высота, скорость курс и т. п.) и приёмов коррекции маршрута. Ветры на Марсе малопредсказуемы, и наличие метеостанции (на Perseverance — MEDA) обязательно. Большинство рейсов Ingenuity проходили при ветрах 4-6 м/с; по косвенным данным об осцилляциях в полёте сила ветра возрастает с высотой[41].
В условиях этих ограничений управление полётом осуществляется исключительно по данным, поступающим по ходу движения в программу от средств инерциальной навигации[42] и визуальной одометрии[43]. Перед взлётом оба акселерометра Bosch BMI-160 проходят калибровку: текущие значения наклона днища фюзеляжа к идеальной поверхности, полученные от трёхосевого инклинометра Murata SCA100T-D02, выстраивают истинную вертикаль для всего полёта. Низкая точность, присущая устройствам инерциальной навигации, основанным на микроэлектромеханических схемах (MEMS), требует дополнительных входящих навигационных данных для сдерживания накопления ошибок[44]. Для вертикальной оси их источником служит лидар, а в плоскостной составляющей навигационная камера, отслеживающая смещение ориентиров в предположении ровной поверхности без уклона[24].
Текущие значения крена и тангажа исчисляются путём пересчёта данных по ускорениям от акселерометров; — «это разновидность счисления места при навигации, когда вы измеряете пройденное расстояние, подсчитывая шаги»[41]. Пройденная траектория реконструируется на Земле по кадрам навигационной камеры, для каждого из которых с помощью ориентиров, известных по картам HiRISE и — при наличии таковых — по снимкам марсохода восстанавливается абсолютное местоположение вертолёта и азимут его курса[45].
В отличие от акселерометра и инклинометра, эксплуатируемых и на Марсе, и на Земле в одних и тех же функциях, использование дальномера Lidar Lite v3 в функции бортового высотомера марсианского вертолёта проблематично. На наземных дронах Lidar устанавливается в комплекте с гироскопом, дистанционно подключаемым при необходимости выравнять луч лазера по истинной вертикали, и отключаемым при прохождении участков, на которых отклик лидара может дезориентировать автопилотирование[46]. На Ingenuity лидар жёстко вмонтирован в днище, что исключает его перевод в режим альтиметра «земными средствами». Такая конструкция не приспособлена к полётам над местностью с обилием гряд, валов и других поверхностей, отражающих сканирующий луч в произвольных направлениях — «навигационная система Ingenuity изначально создавалась для короткой программы полётов над плоской или близкой к тому поверхностью»[47][48]. В девятом же рейсе над Сейтахом пришлось вмешиваться в реакцию программы полёта на информацию от лидара о неровностях на поверхности[49], абсолютный уровень которой при этом постоянно понижался[50].
Благодаря картографированию Марса, проводимому с начала 2000-х годов, для водителей марсоходов XXI века Марс — не terra incognita, а подготовленное рабочее место. К экспедиции Марс-2020 Геологическая служба США (USGS) на основе снимков HiRISE (угловое разрешение 1 мРад, 30 см / пиксел) и другой уникальной аппаратуры[51] разработала модели рельефа местности (Digital Terrain Models, DTM). Их использование началось управляемой посадкой в кратер Езеро и продолжается в рамках всего проекта Марс-2020, где эти карты являются базовыми в планировании перемещений [52] и марсохода с его системой автонавигации, и вертолёта, полёты которого планируются по моделям местности DTM[53]. Кадры от Ingenuity не могут содействовать их уточнению; наоборот: координатная привязка кадров NAV производится post factum, по завершении каждого полёта[24], через триангуляцию по объектам, попавшим в кадр. При планировании последующих маршрутов «мы не можем доверять совмещённым снимкам, так как мы не знаем, какое расстояние вертолёт пролетел между ними»[53]. Если каждый кадр от Perseverance заносится в базу фотоснимков НАСА со всем набором данных позиционирования камеры и угла её наклона к истинной вертикали, то в снимках от Ingenuity эти параметры, и даже азимут, не заполнены[54].
Приборное оборудование
Бортовая электроника вертолёта размещена на пяти примерно одинаковых по размеру печатных платах, заказанных у компании SparkFun Electronics[56] и смонтированных на каркасе в форме куба, подвешенного к нижней части несущей платформы (крестовины) фюзеляжа (шифр ECM, англ. Electronic Core Module). По центру каркаса, внутри куба, расположена связка 6 аккумуляторов с термостатом и нагревателем. По пяти граням куба ECM размещены[57]:
- плата интерфейса батарей BIB (англ. Battery interface board); смонтирована в нижней грани куба ECM, и в наземных условиях легко демонтируется для замены батарей. Остальные четыре платы расположены по боковым граням модуля:
- плата энергоснабжения вертолёта HPB англ. Helicopter power board — два преобразователя DC/DC, регулирующие напряжение батарей между 3,3 В и 5 В.
- плата управления полётом FCB (англ. FPGA / Flight control board) — два двухъядерных (ARM Cortex-R5F) процессора Hercules от Texas Instruments.
- плата навигации и сервоприводов NSB (англ. NAV/Servo carrier board) — два четырёхъядерных 2,45 ГГц процессора Snapdragon 801 (один резервный[58]), операционная система Linux. «Snapdragon» также используется, как графический процессор при обработке потока изображений от камер. На этой же плате расположены микросхемы, управляющие шестью сервоприводами.
- плата телекоммуникаций TCB (англ. Telecom board) — модуль SiFlex2 от LS Research, а также 16-разрядный 8-потоковый аналого-цифровой преобразователь, чипы термодатчика, обогревателя и ряд других микросхем.
По суммарной вычислительной мощности Ingenuity значительно превосходит Perseverance[56]. При подсчёте процессоров следует иметь в виду, что на Ingenuity, как и на марсоходах НАСА[59], имеется «резервный компьютер», задействуемый при выходе электроники из строя[58]. Программная платформа F Prime (аббр. F´), использующая открытый исходный код, была разработана в JPL и используется на микроспутниках формата кубсат и пр[60][61]. «Потеря маркера файла» в рейсе № 6 повлекла за собой аномалии в полётном компьютере, после чего в 7 и 8 рейсах подсистему получения и обработки цветных изображений отключили, как предположительно вызвавшую сбой[62]. Таким образом, программные недоработки могут свести на нет любое формальное превосходство по суммам показателей вычислительной техники.
Как и первый в мире искусственный спутник Земли, первый в мире внеземной летательный аппарат создавался, как образец, демонстрирующий саму возможность полёта, но не как прототип последующей серии. На таких образцах технические решения обычно проверяются на практике при простейшей комплектации вспомогательных элементов и узлов, укладываясь в жёсткие ограничения по весу и габаритам изделия. Как и на первом советском спутнике, приборы для выполнения научных задач на борту Ingenuity не предусматривались.
В отличие от первых ИСЗ, вертолёт для Марса создавался в эпоху высокоразвитой электронной индустрии и робототехники, с широким рынком продукции как военного, так и гражданского назначения. Нормативный акт 48 CFR законодательства о регулировании федеральных закупок позволяет НАСА приобретать продукцию также и на рынке товаров широкого потребления, обозначаемом аббревиатурой COTS (англ. Commercially available off-the-shelf, коммерчески доступные в розничной сети)[lower-alpha 2]. Закупки продукции COTS (а не по специальным «оборонным» заказам) иногда оправдывают тем, что многолетний массовый выпуск устойчивых серийных моделей для гражданского рынка даёт известные гарантии надёжности и качества[56]. На рынке COTS закуплены все датчики, устройства питания и радиосвязи вертолёта[63].
Приборное оборудование вертолёта размещено между двумя блоками датчиков[lower-alpha 3], верхним и нижним. Верхний блок датчиков (англ. Upper Sensor Assembly) находится вблизи центра масс аппарата, где на несущей «мачте» конструкции между ротором и подвеской блока ECM размещены: миниатюрный (2,5×3×0,8 мм) инерциальный датчик Bosch Sensortech BMI160[64], применяемый в смартфонах и игровых контроллерах[65] и используемый в функциях акселерометра и гироскопа, а также инклинометр SCA100T-D02 японской фирмы Murata весом 1,1 г, размерами 15,6×11,3×5,1 мм и точностью измерений ±0,86°[66], используемый для замера наклона перед взлётом[65]. Оба устройства виброизолированы от работающего ротора.
Нижний блок датчиков (англ. Lower Sensor Assembly) находится под кубом ECM, прилегая к днищу фюзеляжа. Помимо второго инерциального датчика Bosch и обеих видеокамер здесь размещается альтиметр (в документации LRF, англ. laser rangefinder, лазерный дальномер) — 50 Гц лидар Lite v3 фирмы Garmin[67][65] с габаритами 20×48×40 мм и массой 22 г. По паспортным данным устройство работоспособно в диапазоне температур от −20° до +60 °C на расстоянии не более 40 метров[68], соответственно ограничивая предельную высоту полёта Ingenuity.
| Наименование | Шифр | Тип затвора | Оптический модуль | Матрица | Разрешение, мрад на пиксель |
Ориентация к горизонту |
Область пересечения кадров | Размещение (вид со стороны днища) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Обзорная камера |
RTE | центральный (global shutter) |
O-film Bayer 47°×47° |
Sony IMX 214 цветная 13 Мп 4208×3120 |
0,26 | -22° |  |
 |
| Навигационная камера |
NAV | сканирующий (rolling shutter) |
Sunny 133°×100° |
Omnivision OV7251 ч/б 0,5 Мп VGA 640×480 |
3,6 | -180° (надир) | ||
Съёмки на земле с высоты ~13 см
Оптические приборы Ingenuity также представляют собой стандартную продукцию широкого потребления.
Съёмки горы Кодьяк камерами Perseverance и Ingenuity
Для навигационной камеры (шифр NAV) выбран оптический модуль производства Sunny с полем зрения 133°(h)×100°(v) и матрицу Omnivision OV7251 VGA 640×480. Снимки, сделанные с минимального расстояния (клиренс ~13 см), показывают неодинаковость искажений по краям линзы.
Скорость съёмки синхронизируется с вращением винтов и составляет 1 кадр на 21 оборот; так что при рабочих 2537 об./мин (~42,3 об./с) эксплуатационная частота кадров составляет примерно 2 кадра в секунду[69]. Для 14-го полёта, в котором испытывался режим, форсированный до 2700 об./мин., частота съёмки кадров была увеличена до 7 кадров в секунду[70].
Аббревиатура обзорной камеры (шифр RTE; англ. Return-to-Earth, буквально «вернуть на Землю») подразумевает, что сделанные ею снимки вертолётом не востребуются и подлежат передаче в ЦУП в составе послеполётной телеметрии. Оптический модуль O-film с полем зрения 47°×47° проецирует изображение на цветную 4208×3120 матрицу Sony IMX 214 с фильтром Байера. Оптическая ось NAV перпендикулярна плоскости днища фюзеляжа и направлена вниз (на надир), а у RTE она направлена под горизонт под углом 22° (примерно 1/16 окружности). Этим создаётся область пересечения размером около 30°×47°, которую можно использовать для взаимоувязки снимков обеих камер при послеполётной обработке. Оптика защищена от пыли прозрачными стёклами. Перед трансляцией на Землю изображения сжимают по алгоритму JPG. [67].
Камера RTE уступает камерам Perseverance уже по размеру матрицы: 20-мегапиксельные Navcam и HazCam располагают по 5120x3840 px при углах обзора 96°x73° и 136°x102° соответственно. Деградация заднего плана в отсутствие зума для укрупнённой съёмки удалённых объектов не позволяет назвать цветные кадры от Ingenuity в полной мере высококачественными. Несопоставимы и объёмы фоторазведки целей: Perseverance и панорамирует местность, и проводит укрупнённую съёмку выбранных объектов ежедневно, высылая на Землю несколько сотен кадров[71], тогда как Ingenuity доставляет из рейса не более 10 фотографий с частотой 1 раз в 2-3 недели[29].
Станция связи на «Персеверанс»
.png.webp)
- Электротехника
Источником энергии служит батарея оптимизированных для солнечного спектра Марса фотоэлементов суммарной площадью 544 см², смонтированных на панели площадью 680 см² (её габариты 425×165 мм примерно такие же, как у клавиатуры настольного компьютера). На панель выведены разъёмы для разовой подзарядки батарей от энергосистемы марсохода, разъединённые перед выгрузкой вертолёта на поверхность Марса[8]. 15 января 2020 года сотрудники JPL Chris Lefler и Josh Ravich[72] прикрепили к обратной стороне панели солнечных батарей заламинированный в защитную плёнку фрагмент муслина размером 1,3×1,3 см, которым было обшито крыло самолёта «Wright Flyer» братьев Райт[73]. Чтобы потоки воздуха от роторов не сдули реликвию, узлы верёвки из полиэстера полили сверху эпоксидной смолой. На все эти процедуры ушло 30 минут[74].
Аккумуляторная батарея вертолёта состоит из 6 литий-ионных высокотоковых аккумуляторов Sony SE US18650 VTC4 (стандарт 65,2 мм в длину, диаметр 18,35 мм) общим весом 273 г. Ёмкость, по документации JPL, составляет 2 А·ч; максимальный ток разрядки более 25 А[8]; по паспорту производителя 30 А[75]); номинальное напряжение 3,7 В, а для всей батареи 15÷25,2 В. По паспортным данным полная подзарядка при температуре +23° током 4,2 В / 2 А лежит в пределах 1,5÷2 часов; по документации JPL, периодичность подзарядки от солнечной батареи может составлять от одного до нескольких солов[76].
- Телекоммуникации
Расположение аппаратов при исчезновении связи 5 декабря 2021 г.
.png.webp)
.png.webp)
Прямого выхода на спутники связи Ingenuity не имеет, используя марсоход как ретранслятор. Проектировщикам поставили жёсткие ограничения[77]: мощность передатчика не более 0,75 Вт (28,8 дБм); общий вес телекоммуникационного оборудования включая кабели и антенну не более 14 г, в том числе 4 г на антенну и коннекторы. Дополнительные ограничения по штыревым антеннам:
- на вертолёте — высота не более 7,5 см; диаметр не более 1 мм «во избежание излишнего затенения фотоэлементов на панели солнечных батарей»;
- на марсоходе — высота не более 15 см; площадь места крепления не более 5,6×5,6 см[77].
Станции связи с вертолётом досталось «не идеальное» место установки на ровере[78]: массивная навеска РИТЭГ перекрывает сигналы со стороны кормы аппарата. Это проявилось 5 декабря 2021 года, когда за 3 метра до посадки сигнал пропал: с расстояния 325 метров волны не смогли обогнуть незначительную (менее 5 метров) горушку[79].
На борту обоих аппаратов установлены одинаковые модули SiFlex2 производства LS Research, приобретённые в розничной сети по COTS. Связь осуществляется на частоте 914 МГц по протоколу Zigbee (IEEE 802.15.4) на расстоянии до 1000 метров со скоростью 250 кбит/с в режиме одностороннего или 20 кбит/с в режиме двустороннего радиообмена. Затраты энергии составляют 3 Вт при передаче и 0,15 Вт при приёме; предел охлаждения микросхем равен —15°[8].
- Температурный режим
Ingenuity был первым космическим аппаратом, в расчёты температурного режима вошло значительное излучение тепла механическим двигателем. Средствами ПО Veritrek по 18-факторной модели были рассчитаны режимы для 36 точек (англ. output responses). Расчёты позволили отказаться от использования аэрогеля: прирост массы за счёт этого теплоизолятора оказался неприемлем на фоне достигаемого им эффекта теплосбережения[80].
Ротор изготовлен из композитного алюминиево-бериллиевого сплава (сокр. AlBeMet). Присутствующий в спецификации 2019 года[39] пыльник (англ. dust boot) в готовом изделии отсутствует. Нагрев неохлаждаемого ротора со скоростью 1°/сек служит главным ограничением дальности полётов[81] и требует усиленной теплоизоляции между мачтой и фюзеляжем. Для сокращения потерь тепла на стоянках сечение квадратных медных проводов, соединяющих блок электроники ECM с ротором и солнечными батареями, сделано минимальным[82].
Для термоизоляции JPL использует каптон, выдерживающий температуры в диапазоне от −273 до +400 °C и зарекомендовавший себя ещё на лунном модуле программы «Аполлон»[83]. Для внешней термоизоляции фюзеляжа использована плёнка от давнего поставщика по заказам НАСА, фирмы Sheldahl из Миннесоты[84].
До старта аккумуляторы должны быть прогреты до +5 °C, иначе их энергоотдача неприемлемо снижается[82]. Прогрев машины начинается в сол, предшествующий полёту[85].
.jpg.webp)
История группы по созданию марсианского вертолёта
Предыстория группы, воплотившей в жизнь идеи и разработки марсианского вертолёта восходит к 2012 году. Высшее руководство Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) в сопровождении МиМи Аунг, на тот момент возглавлявшей один из отделов лаборатории, обозревало выставку дронов, демонстрировавших навигационные алгоритмы. «Не попытаться ли нам сделать это на Марсе?» — спросил глава JPL Charles Elachi у финансового директора René Fradet. МиМи тут же дала справку о разработках в этом направлении и назвала имя Боба Баларама. Директор предложил представить доклад; Баларам подготовил его за 10 дней — и небольшая сумма на дальнейшее изучение вопроса (study money) была выделена[86].
Дотация позволила за два с небольшим года создать макет, получивший одобрение экспертов НАСА. Как следствие, проект получил финансирование в составе бюджетного плана JPL с января 2015 года — даты, с которой ведёт свою историю группа по разработке проекта марсианского вертолёта. Возглавив этот проект, МиМи Аунг сформировала большой междисциплинарный коллектив учёных и инженеров разных специальностей. Всего в пересчёте на полные ставки его штатная численность не превышала 65 работников, а с учётом сотрудников AeroVironment и центров НАСА имени Лэнгли (Langley Research Center) и Эймса над проектом работало около 150 человек[87][86].
По выступлениям в СМИ и интернете, в качестве авторов информационных бюллетеней и блогов JPL наиболее известны:
- МиМи Аунг ([mḭ mḭ àʊɰ̃], англ. MiMi Aung, бирм. မိမိအောင်) — руководитель проекта[88][89], «the Mars Helicopter Scout proposal lead»[86]
- Боб Баларам (англ. Bob Balaram) — главный инженер[90][91][92][49]
- Теодор Цанетос (Theodore Tzanetos[93]) — руководитель управления операций[62][94][47][95]
- Яакко Каррас (Jaakko Karras) — заместитель руководителя управления операций[29]
- Говард Фьёр Грип (норв. Håvard Fjær Grip) — главный пилот[96][41][97][49][98][47]
- Джошуа Андерсон (Joshua Anderson) — руководитель отдела тактики[48]
- Джош Равич (Josh Ravich) — руководитель отдела механизмов и оборудования (Mechanical Engineering)[72][99]
- Насер Шахат (Nacer Chahat) — старший инженер по радиосвязи (разработчик антенн, установленных на вертолёте и марсоходе)[78]
15 июня 2021 года Космический фонд (Space Foundation) удостоил коллектив Ingenuity премии Дж. Свигерта (John L. «Jack» Swigert, Jr.) за 2021 год за исследования космоса[100].
Работа Ingenuity на Марсе
На протяжении нескольких лет вертолёт разрабатывался за рамками программы подготовки экспедиции Марс-2020 и её бюджета[101] и не входил ни в список главных задач экспедиции, ни в число семи инструментов отобранных для марсохода в июле 2014 года[17]. Под названием Mars Helicopter Scout этот проект был включён в программу экспедиции только 11 мая 2018 года[18]. Помимо срочной организации на борту марсохода станции радиосвязи с вертолётом, иных дополнений к перечню главных научных задач «Марс-2020» не последовало. Сама программа испытаний аппарата получила статус демонстрации технологий (англ. technology demo) с единственной задачей доказательства концепции (англ. proof of concept). Условия и требования к испытаниям состояли в следующем[9]:
- для обслуживания полётов в рабочем графике марсохода выделялось «окно» в 30 солов, между 60-м и 90-м, что в земном времяисчислении соответствовало интервалу между 19 апреля и 19 мая;
- в пределах этого срока требовалось выполнить от 1 до 5 полётов;
- высота полётов ограничивалась 3-5 метрами, дальность 50 метрами, а продолжительность 90 секундами.
Цифры эти были не «паспортными данными» (англ. nameplate capacity), ограничивающими режимы эксплуатации вертолёта, а представляли собой лишь осторожную оценку его потенциала на основании расчётов из доклада «Mars Helicopter Technology Demonstrator» от января 2018 года. В частности, суммарная ёмкость аккумуляторов Sony VTC4, принятая в этом документе равной 35,75 Вт⋅ч, распределялась так:
- 21 Вт⋅ч (~59 %) — на обогрев аппаратуры,
- 10,73 Вт⋅ч (30 %) — резерв, и
- 10 Вт⋅ч (менее 28 %) — на один полёт в сутки.
Цифра «90 секунд полёта» была выведена там же в предположении, что 80 % располагаемой мощности в 10 Вт⋅ч будут израсходованы при постоянной рабочей нагрузке 360 Вт, а 20 % — на пиковой нагрузке 510 Вт[8]. В феврале-марте 2018 года расчётные цифры «от 90 секунд до 2 минут» полёта при протяжённости до 300 метров вошли и в другие источники[102][103]. После первых полётов главный инженер проекта Баларам констатировал, что дальность полёта ограничивает не дефицит энергии, а перегрев ротора со скоростью 1 °C в секунду[81], из-за чего предпочтительны двухминутные перелёты[104]. В дальнейшем вертолёт превзошёл некоторые из этих цифр, а успешное завершение 6-го рейса при непредвиденно возросшем потреблении энергии показало, что и у всей конструкции есть резервы[97].
Выгрузка и предполётная подготовка
Взлётная площадка и лётное поле гелидрома имени братьев Райт
_besides_the_flight_zone_of_Ingenuity_helicopter.png.webp)
Распорядок размещения вертолёта на Марсе был составлен задолго до старта ракеты-носителя Atlas с космодрома. По завершении проверки собственных систем марсоход должен был найти место для гелидрома — ровную площадку размером 10×10 метров и, выгрузив на неё вертолёт, занять точку наблюдения примерно в 90 метрах поодаль (фактически расстояние составило 64,3 м)[105]. На карте кратера Езеро появился новый астротопоним: точку эту на планах развёртывания обозначили «англ. Twitcher’s Point», буквально «скрадок» (место скрытого наблюдения) орнитолога, путешествующего на огромные расстояния ради наблюдений за редкими птицами[106]
17 марта JPL назначила первый полёт «не ранее первой недели апреля»[107], и созвала на 23 марта брифинг. В дальнейшем оборот «не ранее, чем» вошёл в шаблон уведомлений JPL; как правило, объявляемые с этой оговоркой будущие даты совпадают с фактическими датами событий.
Способ крепления вертолёта к марсоходу и все механические приспособления, обеспечивавшие его выгрузку на Марсе, были спроектированы, изготовлены и прошли проверку в Lockheed Martin Space[108][1] — одном из четырёх специализированных подразделений крупнейшей военно-промышленной корпорации США. На развёртывание вертолёта отводилось 6 солов[109]. Операция началась 21 марта сбросом кожуха, прикрывавшего вертолёт в пути на Марс. Путь к месту выгрузки вертолёта занял 7 солов. 28 марта начали поэтапно приводить вертолёт из походного положения в рабочее; 29 марта были распрямлены стойки по его левому борту, 30 — по правому. После этого была проведена последняя подзарядка аккумуляторов Ingenuity от марсохода. К 3 апреля питающий кабель был отсоединён, и была дана команда на сброс груза.
Как только вертолёт преодолел в свободном падении 13 сантиметров, отделявших его шасси от поверхности Марса, марсоход переместился на ближнюю точку наблюдения за следующим этапом испытаний. На следующий день телеметрия показала, что термоизоляция фюзеляжа не нарушена, заряд батарей за ночь не утерян, и таким образом вертолёт преодолел первое испытание холодом[110].
С переходом вертолёта в автономный от марсохода режим операция по выгрузке завершилась. Начался отсчёт времени нового этапа экспедиции — лётных испытаний, на которые отводилось 30 солов[109].
6 апреля JPL объявила, что полёт состоится «не ранее, чем в воскресенье, 11 апреля» и пригласила публику на веб-трансляцию его видеоматериалов[111].
| сол операции | миссия Марс-2020 | операция |  | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| план | факт | Δ | сол | дата | ||
| 1 | 1 | 0 | 30 | 21.03.2021[91] | Сброс защитного кожуха | .png.webp) |
| 2 | 8 | 6 | 37 | 28.03.2021[112] | Разблокировка поворотного кронштейна, удерживавшего сложенный вертолёт в положении для перевозки. При переводе груза из положения «на боку» в направлении горизонтального пара стоек по левому борту вертолёта принимает штатное положение. |  |
| 3 | 9 | 6 | 38 | 29.03.2021[113] | Специальный электромотор завершает поворот кронштейна, удерживающего Ingenuity, после чего корпус аппарата принимает нормальное вертикальное положение | .jpg.webp) |
| 4 | 10 | 6 | 39 | 30.03.2021[91][114] | Высвобождаются защёлки стоек по правому борту, после чего вся конструкция вертолёта остаётся висящей на кронштейне на расстоянии 13 см от поверхности Марса. |  |
| 5 | 13 | 8 | 42 | 03.04.2021[115] | По завершении последней подзарядки аккумуляторов вертолёта технический шлейф, соединявший Ingenuity с энергосистемой марсохода, также разрывается. Последний пироболт инициирует сброс вертолёта на поверхность, после чего марсоход отъезжает на 5 метров. | |
| 6 | 14 | 8 | 43 | 04.04.2021[116] | С получением телеметрии и кадров, подтверждающих, что: 1) все четыре опоры шасси стоят на грунте; 2) марсоход отъехал от вертолёта на 5 метров, и 3) установлена радиосвязь между обоими устройствами, начинается отсчёт солов испытательного окна. |  |
| Примечание: первая иллюстрация, расположенная в строке заголовка таблицы, отражает предварительный этап, не связанный напрямую с вертолётом: сброс панели, защищавшей радар RIMFAX на стадии управляемого приземления | ||||||
В ожидании первого полёта
Фотография от 5 апреля показала, что за время транспортировки середину правого ряда элементов солнечных батарей частично присыпало песком[117]. 7 апреля лопасти были расфиксированы[110] и 8 апреля прошли пробную поочерёдную прокрутку[118]. 9 апреля НАСА назначило первый полёт на воскресенье, 11 апреля[119], но уже на следующий день было вынуждено перенести старт «не ранее, чем на 14 апреля».
Как выяснилось, 9 апреля (49-й сол)[120] при тестовом переходе из предполётного режима в полётный сработала защитная процедура вывода из цикла исполнения всей программы[121]. Похожая ситуация в истории космонавтики уже была: 10-11 июня 1957 года при попытках запуска первого искусственного спутника Земли «автоматика управления запуском в последние секунды „сбрасывала схему“», и ракета со старта так и не ушла[122].
12 апреля JPL нашла «здравый путь к решению проблемы»[123] — добавить «заплатку» в программу полётного контроля. К 16 апреля в неё дописали две процедуры для обхода «неудобного» запроса, что гарантировало успешное завершение этапа раскрутки винтов. Скомпилировали и даже перекачали на бортовой компьютер марсохода новую версию, но решение по её инсталляции отложили до утра субботы, 17 апреля. Сославшись на то, что это была бы уже не та сборка, которая успешно отработала на Земле два года, а комплексное тестирование новой сборки отсрочило бы запуск[121], завершающую перепрошивку на вертолёте отложили в ожидании исхода первого старта, переназначенного на 19 апреля[124].
Этап демонстрации технологий: полёты 1-5
| № полёта |
Дата | Отсчёт суток миссии | Полётное время |
Горизон- тальная скорость |
Высота | Маршрут | Суммарный перелёт | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| время UTC/GMT |
Марс 2020 | Ingenuity | полёта | висения | от | до | азимут | длина | ||||
| солы | секунд | м/с | м | м | м | м | ||||||
| … | 09.04.2021 | 49 | 5 | Самозавершение цикла раскрутки лопастей[120] | ||||||||
| … | 11.04.2021 14:54 | 50 | 6 | Полёт отменён | ||||||||
| 1[124] | 19.04.2021 07:34 | 58 | 14 | 39,1 | 0 | — | 3 | JZRO*) | — | 0 | 0[125] | |
| 2[126] | 22.04.2021 09:33 | 61 | 18[89] | 51,9 | 0,5 | 5 | 5 | W↕E | 0 | 2+2=4 | ||
| 3[127] | 25.04.2021 11:31 | 64 | 21 | 80,3 | 2 | 5 | 5 | N↕S | 0 | 50+50=100 | ||
| … | 29.04.2021 14:12 | 68 | 25 | Полёт отменён[128][129] | ||||||||
| 4[130] | 30.04.2021 14:49 | 69 | 26 | 116,9 | 3,5 | 5 | 5 | JZRO | S↕N | 0 | 133+133=266 | |
| 5[131] | 07.05.2021 19:26 | 76 | 32 | 108,2 | 2 | 5 | 10 | JZRO | B | S↑ | 129 | 129 |
| Примечания: *) JZRO — код, присвоенный ИКАО гелидрому им. братьев Райт на Марсе. | ||||||||||||
Первые снимки с вертолёта
- Первый полёт
Взлёт состоялся 19 апреля 2021 года в 07:34 UTC. Все этапы алгоритма предполётной подготовки были пройдены без сбоев. Когда ротор набрал 2537 оборотов в минуту, вертолёт поднялся на высоту 3 метра со скоростью 1 м/с и, провисев предусмотренные[105] 30 секунд, приземлился[109].
Снимки камер «Персеверанс»
Весь полёт, включая набор высоты и спуск, длился 39,1 секунды[124]. По точным данным геопозиционирования точек взлёта и посадки путь вертолёта в горизонтальной плоскости не был нулевым и составил 5 сантиметров. Кроме того, в зависании вертолёт развернул фюзеляж на 96°: этот запланированный[132] манёвр, в частности, необходим для проверки работы программы, корректирующей курс по изображениям от навигационной камеры.
- Рейс № 2 (сол 61, 22.04.2021) – 4,3 м – 51,9 с – 0,5 м/с – высота 5 м
Набрав высоту 5 м, вертолёт
- исполнил три последовательных поворота примерно на 1/4 окружности каждый (в сумме на 276°),
- на скорости 0,5 м/с переместился на 2 метра вбок с возвратом назад (общий путь составил 4,3 метра),
- сделал первые три высотных фотоснимка на камеру RTE
и через 51,9 секунды приземлился в точке старта[96].
Небольшие горизонтальные перемещения Ingenuity совершал и в первом полёте, но их пределы были такими же, как и в камере испытаний на Земле — «на две длины карандаша»[133]. Во втором полёте переход между режимами горизонтального полёта и висения[134] был отработан в полной мере.
- Рейс № 3 (сол 64, 25.04.2021) 100 м – 80,3 с – 2 м/с – высота 5 м
Возвратный вылет (англ. roundup trip) на 50 метров к северу был исполнен в полном соответствии с полётным заданием[127][96]. Это был вторая и последняя демонстрация возможности вылетов с 3-суточным межрейсовым интервалом. Поскольку основные задачи показательных полётов были выполнены[129], в приглашении на брифинг 30 апреля[135] было объявлено, что предстоящие 4-й и 5-й рейсы будут переходными к новому этапу — от «демонстрации технологий» (англ. roundup trip) к «демонстрации возможностей»[136]. Этот терминологический приём позволил, не изменяя ранее утверждённые формулировки задач, найти обоснование продолжения полётов. Полёты по-прежнему считались «демонстрацией», перешедшей из одной фазы в другую:
- демонстрация технологий (technology demo), проведённая в течение 31 сола 1-5 полётов;
- демонстрация практического применения (операций, operations demo), проводимая, начиная с 6-го полёта.
- Рейс № 4 (сол 69, 30.04.2021) 266 м – 116,9 с – 3,5 м/с – высота 5 м
Накануне первого полёта Ingenuity, 17 апреля, руководитель проекта МиМи Аунг говорила корреспонденту CNN:
Интервалы[lower-alpha 5] между рейсами будут прогрессивно сокращаться. Ingenuity может полететь на 4-й день после первого рейса, затем на 3-й после второго и так далее. В следующих рейсах вертолёт сможет подняться на 5 метров и перемещаться до 15 метров вперёд и назад.
«Но как только мы дойдём до 4-го и 5-го полётов, вот тут-то мы повеселимся», — сказала Аунг. «Мы действительно хотим раздвинуть границы. Ведь не каждый день приходится испытывать вертолёты на Марсе! Поэтому хочется быть очень смелыми».
Оригинальный текстThe cadence between flights will get progressively shorter. Ingenuity could fly four days after the first flight, then three days after the second flight and so on. The latter flights could see the helicopter rising as high as 16 feet (5 meters) and performing lateral movements up to 50 feet (15 meters) out and back.
„Once we get to the fourth and fifth flights, we’ll have fun,” Aung said. „We really want to push the limits. It’s not every day that you get to test a rotorcraft on Mars. So we want to be very adventurous.” [137].
Требование постепенно сокращать межполётные интервалы для проверки выносливости аппарата в окончательное задание на показательные полёты не вошло, хотя 2-й и 3-й вылеты шли с интервалом в 3 сола (58 — 61 — 64). Ремарка «we’ll have fun» относилась к усложнению других заданий. За день до старта было оглашено задание, согласно которому длительность, протяжённость и скорость полёта возрастали в полтора, два и более раз. Как и предыдущий, 4-й рейс был возвратным, с посадкой в точке взлёта[129].
Но в назначенный на 29 апреля срок вылет не состоялся. Причина очередного срыва графика была из того же ряда, что и в первый раз: по ходу исполнения цикла программа не дошла до точки перехода из предполётного режима в полётный. Оказалось, что «заплатка», поставленная на программу перед 19 апреля, в 15 % случаев не помогает обойти критическое место, а 29 апреля, по предположению инженеров, пришлось как раз на те самые несчастливые 15 %[128][138].
Рейс состоялся на следующий день, 30 апреля. За 116,9 секунд вертолёт преодолел 266 метров в оба конца на скорости до 3,5 м/с при высоте полёта 5 метров. На цветную камеру RTE было заснято 5 разных точек маршрута. Поскольку по пути в обе стороны в объектив навигационной камеры NAV попадали одни и те же точки, МиМи Аунг сказала, что из них можно создать стереопары. Однако анаглифы по итогам этого полёта так и не появились: все 62 чёрно-белых кадра, отобранные JPL для архива видеоматериалов НАСА, относились только к отрезку после разворота. Перед этим сама же МиМи Аунг пояснила, что NAV снимает прежде всего для полётного контроллера, после чего большая часть этих снимков в архив не отсылается, а уничтожается[130]. В тот же день, 30 апреля, в релизе НАСА было сообщено[lower-alpha 6], что на новом этапе демонстраций полёты будут осуществляться всё реже, интервалы между ними увеличатся до 2-3 недель, и не позднее конца августа полёты прекратятся[20].
- Рейс № 5 (сол 76, 07.05.2021) 129 м – 108,2 с – 2 м/с – высота 5 м
Счётчик времени испытательного окна был запущен в 41-й сол общей миссии «Марс-2020». Ещё накануне второго рейса, 22 апреля (58-й сол экспедиции), руководитель проекта МиМи Аунг напомнила, что для команды Ingenuity это уже 18-й сол из отведённых 30[139]. Из-за двух переносов (1-го и 4-го полёта) уложиться в это окно не удалось: пятый полёт, назначенный на 7 мая (69-й сол экспедиции), проходил уже в дополнительный, 31-й сол.
Полётное задание на 5-й рейс было объявлено за день до вылета. Вертолёт впервые направлялся в точку, обследованную только по орбитальным съёмкам и цифровой модели местности. Перед посадкой предстояло подняться из 5-метрового полётного коридора на вдвое большую высоту и сделать оттуда обзорные снимки[128].
Взлетев 7 мая, Ingenuity прошёл на заданной 5-метровой высоте курсом на юг. Пройдя 129 метров, вертолёт завис, поднялся до 10 метров и сделал с этой высоты 6 цветных фотографий[140]. Точка приземления получила название «Поле B» («Field B»); в дальнейшем новые гелидромы именуются по буквам латинского алфавита.
Видеозаписи полётов Ingenuity
- Мультипликации, составленные из кадров навигационной камеры
Рейсы с третьего по седьмой
.gif)
(последние 39 секунд)
.gif)
(48 секунд)
Рейсы с восьмого по двенадцатый
.gif)
(75 секунд)
.gif)
Рейсы с тринадцатого по шестнадцатый
.gif)
.gif)
Этап демонстрации возможностей применения: рейсы с 6-го и далее
Хронология
| № рейса |
Дата поясная дата на Земле может отличаться на 1 сутки |
Полётное время |
Горизон- тальная скорость |
Высота полёта |
Маршрут | Фотографии | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| от | до | Координаты места посадки | азимут | длина | перелёт | ч/б[142] NAV |
цв.[143] RTE | ||||||
| часы — LMST | сол | секунд | м/с | м | м | ||||||||
| 6[144] | 23.05.2021 <12:33 | 91 | 139,9 | 4 | 10 | B | C | 18°26′30″ с. ш. 77°27′00″ в. д.18,44166° с. ш. 77,449943° в. д. | SW, S, NE | ~101 | 150+15+50=215 | 106 | 8 |
| … | 04.06.2021[62] | 105 | Вылет не состоялся | ||||||||||
| 7[145] | 08.06.2021 <12:33 | 107 | 62,8 | 4 | 10 | C | D | 18°26′24″ с. ш. 77°27′01″ в. д.18,439878° с. ш. 77,45015° в. д. | S | 106 | 106 | 72 | камера откл. |
| 8[62] | 22.06.2021 12:33:02 | 120 | 77,4 | 4 | 10 | D | E | 18°26′14″ с. ш. 77°27′03″ в. д.18,43724° с. ш. 77,450795° в. д. | StE | 160 | 160 | 186 | |
| 9[98] | 05.07.2021 12:33:06 | 133 | 166,4 | 5 |
10 | E | F | 18°25′41″ с. ш. 77°26′44″ в. д.18,428085° с. ш. 77,44545° в. д. | SW | 625 |
625 |
193 | 10 |
| 10[146] | 24.07.2021 12:04:00 | 152 | 165,4 | 5 | 12 |
F | G | 18°25′41″ с. ш. 77°26′37″ в. д.18,428082° с. ш. 77,443715° в. д. | SW, W, NW, NE |
~95 | 233 | 190 | 10 |
| 11[4] | 05.08.2021 12:33:56 | 163 | 130,9 | 5 | 12 | G | H | 18°25′58″ с. ш. 77°26′21″ в. д.18,43278° с. ш. 77,43919° в. д. | NW | 383 | 383 | 194 | 10 |
| 12[4] | 16.08.2021 13:23:57 | 174 | 169,5 |
4,3 | 10 | H | H | 18°25′58″ с. ш. 77°26′21″ в. д.18,43268° с. ш. 77,43924° в. д. | NE,SW | ~25 | 450 | 115 | 10 |
| 13[4] | 05.09.2021 12:03:57 | 193 | 160,5 | 3,3 | 8 | H | H | 18°25′58″ с. ш. 77°26′21″ в. д.18,43285° с. ш. 77,43915° в. д. | NE,SW | >0 | ~210 | 191 | 10 |
| … | 16.09.2021 11:11 | 204 | Наземная двухминутная прокрутка винтов в форсированном до 2800 об./мин. режиме[25][29][147] | 2 | — | ||||||||
| 18.09.2021 | 206 | Подскок на 5 метров при 2700 об./мин. не состоялся из-за дефектов в двух сервоприводах[29] | |||||||||||
| 21.09.2021 23.09.2021 |
209 211 |
Пробное раскачивание сервоприводов (wiggle tests) прошло успешно[29] | 3 | 1 | |||||||||
| На период верхнего соединения Земли и Марса (28 сентября — 17 октября; солы 217–235) введён мораторий на радиообмен с аппаратами[29][37][35] | |||||||||||||
| 19.10.2021 11:07:15 | 236 | Пробные раскрутки винтов (указано время фотоснимков) | 1 | — | |||||||||
| 23.10.2021 | 240 | 1 | — | ||||||||||
| 14[70] | 24.10.2021 12:34:11 | 241 | 23 | 0,5[lower-alpha 7] | 5 | H | H | 18°25′58″ с. ш. 77°26′21″ в. д.18,43284° с. ш. 77,43920° в. д. | ↕ | 2 | 2 | 3 | — |
| 15[95] | 06.11.2021 12:03 | 254 | 128,8 | 5 | 12 | H | F | 18°25′43″ с. ш. 77°26′42″ в. д.18,428705° с. ш. 77,445013° в. д. | SE | 407 | 407 | 191 | 10 |
| 16[148] | 21.11.2021 12:34 | 268 | 107,9 | 1,5 | 10 | F | J | 18°25′48″ с. ш. 77°26′47″ в. д.18,43013° с. ш. 77,44645° в. д. | NE | 116 | 116 | 103 | 9 |
| 17 | 05.12.2021 12:24 | 282 | 116,8 | 2,5 | 10 | J | K | 18°25′59″ с. ш. 77°26′52″ в. д.18,43305° с. ш. 77,44772° в. д. | N | 187 | 187 | 192 | 10 |
| 18[149] | 15.12.2021 12:02 | 292 | 124,3 | 2,5 | 10 | K | L | 18°26′10″ с. ш. 77°27′00″ в. д.18,43624° с. ш. 77,45010° в. д. | N | 200 | 200 | 184 | 10 |
| … | 07.01.2022 | 314 | Полёт, назначенный на 7 января[150] (по отчёту #358 на 5 января, сол 313) отменён по метеоусловиям[30] | ||||||||||
| … | 23.01.2022 | 330 | Полёт отменён | ||||||||||
| 19 | 08.02.2022 12:04:49 | 345 | 99,98 | 1 | 10 | L | E | 18°26′13″ с. ш. 77°27′03″ в. д.18,43707° с. ш. 77,45076° в. д. | N | 62 | 62 | 92 | — |
| 20 | 27.02.2022 | 364 | 130,3 | 4,4 | 10 | E | M | N | 391 | 391 | … | — | |
Примечание. «Высота зависания» (один из квалификационных элементов демонстрационной программы) в данной таблице отдельно не показывается.
Séítah-N (рейсы 6 – 9)
- Рейс № 6 (сол 91, 23.05.2021) 205 м – 139,9 с – 4 м/с – высота 10 м
Исходя из указания «на следующей неделе», прозвучавшего в среду, 19 мая в анонсе рейса №6[151], и с поправкой на американский счёт недель с воскресенья новый, шестой старт можно было ожидать в интервале между 23 и 29 мая. Однако, ещё пребывая в ожидании старта, 27 мая подписчики уведомлений НАСА узнали, что старт состоялся практически досрочно (в субботу, 22 мая по зонам времени США, или 23 мая в 05:20 UTC), и что уже несколько дней JPL изучает возникшие в полёте аномалии. На формальных отчётных цифрах эти аномалии практически не отразились, если не считать незначительного недолёта до расчётной точки «C», который, однако не вышел за границы 5-метрового посадочного эллипса. Все остальные записи в журнал полностью соответствовали полётному заданию: вертолёт
- перемещался на высоте 10 метров против 5 метров в предыдущих рейсах (в рейсе № 5 Ingenuity эту высоту набрал, но на ней не перемещался);
- достиг скорости 4 м/с против 3,5 м/с в рейсе № 4 и 2 м/с в рейсах № 3 и 5;
- увеличил время пребывания в воздухе до 140 секунд против 117 секунд в рейсе № 4[4].
На протяжении полёта вертолёт дважды изменял курс. Маршрут суммарной протяжённостью 215—220 метров складывался из трёх отрезков: 1) 150 метров курсом на юго-запад; 2) 15-20 метров курсом на юг; 3) 50 метров курсом на северо-восток (возвращение на треть пути назад параллельно уже пройденной трассе).
Фотосъёмка с Perseverance
Из текста задания по фотографированию местности обзорной камерой RTE вырисовывается следующая последовательность манёвров. Пройдя 150 метров на юго-запад, вертолёт должен был переложить курс на 45°, после чего на протяжении 15-20 метров полёта в новом, южном направлении, снимать местность, расположенную на западе[97]. Чтобы двигаться на юг, сохраняя при этом ориентацию камеры RTE на запад, вертолёту предстояло пройти эти 15-20 метров «боком», левым бортом вперёд. Крюкообразная трасса подразумевала предварительный пролёт над полем «C» с возвратом к нему для посадки. «Кружение» над неизвестным районом будущей посадки исключено: хоть по окончании показных полётов места посадок выбираются в основном без участия марсохода, но с активной проработкой орбитальных снимков[151] и цифровой модели местности (DTM)[72].
Фотофиксация с камеры марсохода подтвердила, что аппарат стоит всеми опорами на ровной поверхности[152]. Тем не менее, с первых сообщений СМИ рейс № 6 стал называться «аномальным»[153][97][144].
Так называемая «аномалия в 6-м рейсе» возникла на 54-й секунде и имела признаки «болтанки» воздушного судна с колебаниями крена и тангажа до 20°[97]. Как результат, резко возрос трафик между навигационной подсистемой и механизмами: реагируя на изменения картинки с камеры NAV, программа управления полётом посылала корректирующие сигналы на винт. Отчётная телеметрия подтвердила сопутствовавшие этому пиковые скачки энергопотребления.
Сбой был объяснён «потерей» одного из кадров, поступавших от навигационной камеры[97][62]. Такого рода аномалии, нештатные ситуации ожидаемы при обкатках любых механизмов, тем более, что на Земле собственно полёты с манёврами над реальной поверхностью не осуществлялись, органичиваясь пространством барокамеры. 24 июня Тедди Дзанетос оптимистично заявил, что продолжительность следующих полётов будет увеличена до 3 минут, а протяжённость до километра[62][154]).
Высота полёта в 7-9 рейсах осталась на уровне шестого (10 м); скорость в 6-8 рейсах составляла 4 м/с и лишь в девятом увеличилась до 5 м/с. Сообщения о предстоящих рейсах с шаблонной формулировкой «не ранее такого-то числа» приобрели рутинный характер: предварительно анонсировались только «рекордные» задания, остальная же статистика с запозданием добавлялась в журнал полётов на сайте НАСА[4].
- Рейс № 7 (сол 107, 08.06.2021) 106 м – 62,8 с – 4 м/с – высота 10 м – без RTE
- Рейс № 8 (сол 120, 22.06.2021) 160 м – 77,4 с – 4 м/с – высота 10 м – без RTE
Попытка взлёта, предпринятая 4 июня, оказалась неудачной, о чём было сообщено post factum только 29 числа[62]. Не взлетел вертолёт и во вновь назначенную дату «не ранее воскресенья, 6 июня»[10]. Лишь 9 июня твиттер nasajpl сообщил, что 7-й рейс состоялся во вторник, 8 июня (107-й сол). Проведя в воздухе 62,8 секунды, вертолёт приземлился в 106 метрах к югу от точки старта[155]. После перепрошивки программы управления полётом, «сбрасывавшей таймер» по завершении медленной (50 об./мин.) прокрутки винтов, 18 июня был объявлен 8-й рейс с датировкой «не ранее 21 июня». Взлетев 22 июня, за 77,4 секунды Ingenuity переместился к югу ещё на 160 метров, совершив посадку в 133,5 метрах от текущего местоположения марсохода[62][4]. Цветная камера RTE в этих рейсах была отключена, как предположительно вызвавшая сбой[62]. 26 июня JPL сообщила об устранении сбоев, ранее освещённых в докладах от 9[120], 16[121], 17[88] и 29 апреля[128], а также о неудачной попытке старта 4 июня.
- Рейс № 9 (сол 133, 05.07.2021) 625 м – 166,4 с – 5 м/с – высота 10 м
До обещанного в мае полёта на километр за три минуты[62] девятый рейс не дотянул. Пересекая Сейтах наискосок курсом на юго-запад, вертолёт «срезал угол» относительно трассы марсохода. Уже над «береговыми» грядами Артуби, на последних 80 метрах пути навигационная система отклонила курс на -30°, и вертолёт совершил посадку в 47 метрах от центра расчётного 50-м эллипса (практически на его краю), пройдя в общей сложности 625 метров[98]. Этот рекорд дальности перекрыть трудно, так как существенный вклад в него внесла особая топография маршрута: вертолёт спускался в 10-метровую низину (практически на высоту полёта). Поэтому уже 2 июля JPL известила о рекордах, ожидаемых «не ранее, чем через два дня»[49]. Место посадки было выбрано с перспективой дальнейшего обследования «Рельефных гряд» (Raised Ridges) — участка, названного месяц назад (6 июня) в числе четырёх областей исследований первой кампании[156]. Гряды эти оказались лишь на последней из 10 фотографий камеры RTE в виде парных линий камней, смутно вырисовывавшихся на дальнем плане на расстоянии 50-200 метров[157]. Пресса единодушно зачла это, как предварительную фоторазведку района, куда Perseverance обязательно направится для взятия образцов породы[158].
Начиная с 9-го и вплоть до 15-го рейса JPL взяла за практику выкладывать на сайте НАСА по 10 цветных фотографий из каждого полноценного вылета[143].
Séítah-S (рейсы 10 – 15)
- Рейс № 10 (сол 152, 24.07.2021) 233 м – 165,4 с – 5 м/с – высота 12 м
Честь анонсировать этот рейс на брифинге 21 июля была предоставлена Дженнифер Троспер, заместителю руководителя всего проекта Марс-2020[146]. Целью рейса было фотографирование «Рельефных гряд». Выдача полётного задания группе Ingenuity на столь высоком уровне дополнительно подчёркивала наличие «заказа» со стороны группы Perseverance. Через два дня, 23 июля Тед Цанетос уточнил детали и опубликовал карту маршрута. Впервые после 6-го рейса трасса была не прямолинейной, а складывалась из нескольких звеньев. Общая траектория 10-го рейса представляла собой четыре хорды разорванного овала. Последовательно проходя эти отрезки по часовой стрелке, в конце каждого вертолёт перекладывал курс от ~30° до ~135°. Отдельные участки Ingenuity проходил, как и в 6-м рейсе, «боком вперёд».
Общая протяжённость трассы составила 233 метра при расстоянии между точками взлёта и посадки около 95 метров. Съёмка «Рельефных гряд» производилась не с низкой, как это можно было ожидать, а наоборот, с рекордной на тот момент для вертолёта 12-метровой высоты[94].
Рейс № 11 (5 августа)
.gif)
- Рейс № 11 (сол 163, 05.08.2021) 383 м – 130,9 с – 5 м/с – высота 12 м
Одиннадцатый вылет представлял собой технический перегон в зону будущих операций марсохода, где назначенной точке посадки «H» отводилась роль базового гелидрома рекогносцировочных вылетов. Однако по пути к этой базе никаких заданий по предварительной цветной аэрофотосъёмке вертолёт не получил, хотя его путь на северо-запад пролегал вдоль уже «присмотренных» учёными гряд Artuby[159], где впоследствии были взяты пробы. Не обременённый задачами зависать и менять курс по пути, вертолёт повторил рекорды предыдущего рейса по скорости и высоте, заодно испытав инерционную навигацию в движении «задним ходом» на протяжении всего полёта[99]. Своего рода тест на качество кадров прошла и цветная камера RET, постоянно обращённая назад, где южнее точки старта «G », находился Perseverance. По итогам «фотосессии» Марсоход, геометрически не выпадавший из поля зрения RET, оказалось возможным различить лишь на первом из 10 снимков «цветной фотосессии» этого полётного дня.
Последующие четыре вылета с точки «H» поставили эту базу на второе место после «Поля Братьев Райт» по количеству отправлений, а по суммарной протяжённости (1069 м) и продолжительности этих рейсов (481,8 с), а также стояночного времени вертолёта (3 месяца, с 5 августа по 6 ноября) гелидром «H» даже опередил колыбель марсианского воздухоплавания[4].
12-й и 13-й рейсы над Сейтахом
- Рейс № 12 (сол 174, 16.08.2021) 450 м – 169,5 с – 4,3 м/с – высота 10 м
- Рейс № 13 (сол 193, 05.09.2021) 210 м – 160,5 с – 3,3 м/с – высота 8 м
Решающим для последующей судьбы вертолёта, ожидавшего прекращения рейсов до конца августа[20], стал 12-й вылет, в котором впервые была продемонстрирована реальная, а не умозрительная отдача от цветной аэрофотосъемки для работы марсохода. Perseverance действительно углублялся в Сейтах не без оглядки на рекогносцировочные кадры. В интервью Spectrum была представлена одна из фотографий 12-го рейса, по которой марсоход немного скорректировал путь объезда одного холмика в гряде Артуби[53].
До примерно месячной паузы на время ухода Марса за Солнце относительно Земли вертолёт совершил ещё один, 13-й вылет по той же схеме с углублением в Сейтах и возвратом к месту старта с 10 новыми цветными снимками. Технических рекордов не устанавливалось; наоборот, скорость, высота и протяжённость от рейса к рейсу снижались[99][160][161]. 13-й рейс состоялся уже в сентябре — формально за пределами назначенного в апреле срока вывода из эксплуатации. Однако бюджетные инстанции Конгресса уже дали добро на выделение NASA/JPL дополнительной сметы под вертолёт, и в начале сентября 2021 года финансирование Ingenuity было продлено на неопределённый срок[21]. Вспомнив в конце 2021 года об этих перипетиях, старший редактор IEEE Spectrum Эван Аккерман дал своему очередному обзору работы вертолёта подзаголовок: «Может быть, „Настойчивостью“ (англ. Perseverance) следовало назвать этот маленький марсианский вертолётик?»[53]
Имя «Рельефных гряд» оказалось в центре внимания после 5 июля (133-й сол), когда на заднем плане последней фотографии Ingenuity из перелёта через Сейтах смутно появились спаренные цепочки валунов. Облёту «Рельефных гряд» был специально посвящён 10-й рейс 24 июля (152-й сол), а в 169-й сол марсоход свернул на линию гряд Артуби, формирующих прямолинейную юго-западную границу Сейтаха. Прогон «Артуби — «Рельефные гряды» был уже нанесён на одну из опубликованных карт. Рядом с точкой этого ответвления Perseverance провёл 6 солов (171—176). Но вместо того, чтобы потом повернуть на запад, марсоход проследовал дальше. На 178-й сол, в два 80-метровых перегона он оказался у «Цитадели», «присмотренной» ещё в июне с противоположной стороны Сейтаха[162].
6 сентября Люси Обург (AFP) со ссылкой на руководителя «научной команды» экспедиции Кена Фарлея сообщила, что по фотографиям из 12-го рейса регион[lower-alpha 9] предстал неинтересным, марсоход туда могут и не послать[lower-alpha 10][21].
За 20 солов в «Цитадели» марсоход взял первые два успешных образца, но вместо возврата к «Рельефным грядам» продолжил движение вдоль гряд Артуби на повышенной скорости[163]. На 201-й сол он резко повернул направо, где на первых 90 метрах впервые к исследованиям был подключён радар RIMFAX[164]. Исследования обнажений корковых пород внутри Сейтаха продолжились в октябре[37], а в ноябре принесли новые сведения об их вулканическом происхождении[164]. Если марсоход не навестит «Рельефные гряды» и на обратном пути в 2022 году, существенное изменение трассы может быть поставлено в заслугу цветной фотосъёмке Ingenuity.
Спустя два с половиной месяца, 18 ноября НАСА обнародовало результаты эксперимента с оборудованием марсохода: синхронная съёмка обеими камерами Mastcam-Z с отдельными установками зума для каждой[141]. Частота не менее 7 цветных кадров в секунду создавала существенную нагрузку на бортовой компьютер марсохода (о котором „Spectrum“ заметил, что он слабее, чем у вертолёта)[56], однако Perseverance справился с трафиком без проблем.
- Рейс № 14 (сол 241, 24.10.2021) 210 м – 23 с – подскок до 5 м
К середине сентября атмосферное давление в Езеро снизилось настолько, что для взлёта пришлось форсировать режим работы ротора с 2500 до 2700 об./мин. Проверочную раскрутку двигатель прошёл, и 15 сентября на дату «не ранее 17-го» был назначен краткосрочный подскок на высоту 5 метров[99]. Первая попытка, предпринятая 18 сентября, сорвалась самозавершением программы взлёта, обнаружившей дефекты в двух сервоприводах[29]. Пауза в радиообмене, объявленная на период 28 сентября — 17 октября (217-235 солы) в связи с верхним соединением Земли и Марса[37], отсрочила полёт на месяц. Последняя пробная прокрутка состоялась 23 октября, и на следующий день вертолёт, наконец, взлетел.
- Рейс № 15 (сол 254, 06.11.2021) 407 м – 128,8 с – 5 м/с – высота 12 м
Телеметрия за 23 секунды 14-го рейса показала инженерам JPL, что форсаж оборотов на 12% не несёт критической угрозы конструкции аппарата, и таким образом осуществление полноценного полёта в этом режиме возможно. Чтобы подчеркнуть уверенность команды в успехе, в анонс от 5 ноября к стандартным элементам полётного задания была добавлена расчётная продолжительность (130 секунд)[95] — параметр, труднопрогнозируемый в силу неизвестности скорости и направления ветра. До минимума была сокращена и оговорка на непредвиденные обстоятельства по дате: 15-й рейс был заявлен за сутки до старта, состоявшегося 6 ноября. Однако, исполнение «с точностью до метра и секунды» не удалось и на этот раз. По продолжительности полёт оказался короче (128,8 против 130 секунд), а пройденное расстояние на 1 метр больше заявленного (407 метров против 406). В итоге вертолёт оказался примерно в 45 метрах к северо-западу от точки своей посадки в 9-м рейсе, которая в свою очередь уклонилась на 47 метров[48] от центра посадочного эллипса «поля F», или, как прокомментировала JPL в своём твиттере, «в пределах намеченной зоны»[165]. Оценок научной ценности повторных фотосъёмок местности, уже пройденной марсоходом, не поступало[lower-alpha 11]
Продолжение пути назад к месту высадки (рейсы с 16 и далее)
Конечная цель первого года экспедиции — выход к точке «Три рукава» (Three forks) у подножия уступов дельты, на которые выходят три её пересохших русла (рукава). Однако по кратчайшему пути к ним от юга Сейтаха, карты которого были готовы уже в марте, марсоход не пойдёт. Вместо этого ему предстоит вернуться по своим собственным следам в район места высадки, откуда следовать к «Трём рукавам» по так называемому северному варианту обхода Сейтаха. Для вертолёта здесь возникает дополнительная сложность: назад через Сейтах ему в один приём уже не перелететь. Рекорд 9-го рейса (625 метров) был обусловлен тем, что точка посадки была на 10 м ниже точки взлёта (-2569 м против -2579 м). При движении в обратном направлении придётся, наоборот, донабирать высоту. В итоге с учётом пониженного атмосферного давления путь назад пришлось разбить на 4–7 «укороченных перебежек»[95].
- Рейс № 16 (сол 268, 21.11.2021) 116 м – 107,9 с – 1,5 м/с – высота 10 м
Второй из серии перелётов к месту высадки, или 16-й по счёту рейс планировался на 20 ноября, но по счёту марсианских солов состоялся 21-го. Полёт проходил на беспрецедентно малой для полноценного рейса скорости 1,5 м/с[95].
- Рейс № 17 (сол 282, 05.12.2021) 187 м – 117 с – 2,5 м/с – высота 10 м
При заходе на посадку с высоты 10 метров примерно в 3 метрах от поверхности сигнал от вертолёта пропал. Спустя 15 минут марсоход принял от вертолёта дополнительную телеметрию, согласно которой бортовая электроника и зарядка батарей были в норме. Упомянув 5-метровую горушку Bras, за которой «спрятался» вертолёт во время посадки, Тед Цанетос переложил вину на команду марсохода, заявив, что в момент планирования трассы ровер находился в другом месте, но «планы Perseverance меняются день ото дня, чтобы максимизировать результаты научных исследований[79].
- Рейс № 18 (сол 292, 15.12.2021) 230 м – 125 с – 2,5 м/с – высота 10 м
Поначалу рейс планировался на начало 20-х чисел[79], но отправку ускорили, и 15 декабря в блоге новостей появилась примечательная фраза, что старт состоится «не ранее сегодняшнего дня» (англ. no earlier than today, Dec. 15)[3]. Впервые за всё время фотоматериалы были обнародовали до полного официального отчёта. Блог Perseverance от 18 ноября извещал об очередной перепрошивке полётной программы накануне 18-го рейса[166], однако сообщений о её проведении не поступало.
- Рейс № 19 (сол 346, 08.02.2022) 62 м – 99,98 с – 1 м/с – высота 10 м
Рейс планировался на 7 января[150] (позже сообщили, что на 5 января[30]); дважды переносился по метеоусловиям (местная пыльная буря)[167].
- Рейс № 20 (сол 364, 26.02.2022) 391 м – 130,38 с – 4,4 м/с – высота 10 м
Последний из перелётов в направлении площадки первых демонстрационных полётов. Следующим рейсом предполагается пересечь Сейтах курсом на северо-запад, в направлении склонов наносов дельты[168].
Вклад в науку и перспективы Ingenuity в проекте «Марс-2020»
Хотя изучение материалов, появляющихся в связи с полётами Ingenuity, и подталкивает научную мысль, на сегодня крупнейшим вкладом в науку является вся совокупность НИОКР, сделавших возможным первый в истории полёт неземного воздушного судна. Различные варианты аэропланов для Марса НАСА изучало ещё в 1970-е годы[169]. Но лишь к концу 1990-х годов исследовательский центр имени Эймса (англ. Ames Research Center, одно из ведущих подразделений НАСА) вышел на техническое решение ротора и лопастей, способных создать на Марсе подъёмную силу, достаточную, чтобы поднять летательный аппарат в сверхразрежённой атмосфере Марса.
Ларри Янг занимался этой проблемой в центре Эймса с 1997 года. Ротор с диаметром лопастей 2,4 метра, построенный из сверхлёгких материалов по проекту Янга компанией Micro Craft Inc., успешно прошёл испытания на скорости 7200 об/мин.[87] В статье 2000 года «Вертикальный подъём — не только для земных полётов»[169] Янг выделил три небесных тела, перспективных для воздухоплавания — Венеру, Марс и спутник Сатурна Титан. Расширенный её вариант, «Летатательные аппараты вертикального взлёта для других планет: три небесных тела и четыре варианта концепций конструкции»[170], был представлен в сентябре 2001 года, а в 2002 году Янг предложил использовать беспилотные вертолёты в программе «Марсианский разведчик» (англ. Mars Scout Program)[171]. Но деньги на продолжение разработок не были выделены, и идеи легли на полку ещё на 10 лет[87]. Лишь после того, как в 2012 году директор JPL Charles Elachi выделил средства Бобу Балараму на возобновление работы над проектом, по утверждении результатов, с января 2015 года эта группа в составе JPL стала работать на постоянной основе за счёт бюджетных средств НАСА[87].
Не отрицая идею воздухоплавания на других планетах, как таковую, в конце 2010-х годов немало руководителей НАСА сдерживали её практическую реализацию. Вертолёт разрабатывался в JPL вне проекта Марс 2020 и его бюджета, за его рамками[101]. Это сопротивление удалось преодолеть только весной 2018 года, убедив руководство НАСА, что добавление вертолёта не навредит целям экспедиции «Марс-2020». Накануне принятия решения в пользу вертолёта главный учёный этого проекта[172] Кеннет Фарлей заявил, что из факта принятия Ingenuity на борт отнюдь не следует, что коллектив поддерживает это решение даже при гарантиях отсутствия риска:
…я сам не сторонник вертолёта и не верю, что среди участников всего проекта «Марс-2020» найдутся сторонники вертолёта.
Оригинальный текстThat doesn’t mean, though, that the project supports adding the helicopter even if it doesn’t increase the mission’s risk. “I am not an advocate for the helicopter, and I don’t believe the Mars 2020 project has been an advocate for the helicopter,” he said. That opposition is based on the belief that the helicopter will be a distraction, taking away from the rover’s primary science work, at least for a short time.[101].
Убеждённый, что вертолёт — отвлечение группы учёных от главной, приоритетной научной задачи, недопустимое даже на короткое время, главный учёный проекта резюмировал:
…лично я противник вертолёта, потому что мы тут все напряжённо трудимся ради эффективности, и 30 дней, потраченные на демонстрацию технологий, не продвинут нас к намеченным целям с научной точки зрения
Оригинальный текстThis comes right out of science time… I have personally been opposed to it because we are working very hard for efficiencies and spending 30 days working on a technology demonstration does not further those goals directly from the science point of view. [101].
Совместная работа Perseverance и Ingenuity на Марсе стала первым шагом на пути создания научно-исследовательских комплексов, в которых планетоход играет роль многофункционального самодвижущегося «научного комбината», а летательный аппарат его вспомогательным оперативным подразделением. С учётом первого опыта прорабатываются дальнейшие шаги; так, Лунная и планетная лаборатория (англ. Lunar and Planetary Laboratory) Аризонского университета уже получила грант НАСА в размере 3,1 млн долларов США на разработку концепции RAVEN (англ. Rover–Aerial Vehicle Exploration Network)[173].
После успеха первых полётов руководство проекта «Марс-2020» согласилось продлить поддержку проекта марсианского вертолёта ещё на 30 солов[174], оговорив, что рейсы будут совершаться раз в несколько недель. Конфликт интересов двух групп учёных в отношении этого уникального изделия фокусируется на напряжённости графика выполнения главной задачи экспедиции — сбора минералогических образцов. Технический потенциал вертолёта применительно к роли инструмента регулярной дополнительной доразведки курса ограничен. Его навигационное оборудование изначально было подобрано и настроено только для демонстрации, предполагавшей полёты над специально подобранной ровной поверхностью[98]. На Земле дроны используют лидар как высотомер только в паре с гироскопом, удерживающим горизонталь — такого на борту Ingenuity нет. Как следствие, вертолёт не способен уточнять карту рельефа, уже составленную с орбитального спутника, а 9-й рейс над рельефом с неровностями вообще потребовал игнорировать сообщения от лидара об изменении высот. Кроме того, слабость выбранной модели лидара ограничивает высоту полёта только 40 метрами[68]. Ограничения по дальности коммуникаций и пропускной способности канала связи с ровером отчасти были обусловлены невозможностью наспех подстраивать уже отработанные коммуникационные схемы марсохода под ещё одну антенну[78]. Маломощный протокол Zigbee ограничивает послеполётную телеметрию (включая фотоматериалы) 700 Мб, что отнимает у марсохода как посредника между вертолётом и Землёй, около 6 часов[175][lower-alpha 12].
В докладе Комитету по исследованию планет (Planetary Advisory Committee, PAC) 14 июня 2021 года директор программы исследования Марса Э. Янсон и главный исследователь Марса М. Мейер сообщили планы работы экспедиции Марс-2020 на первый год. Подчёркивая, что именно сбор образцов является главной задачей, руководители особо подчеркнули призыв к персоналу «быть в высшей степени дисциплинированными и сконцентрироваться на сборе образцов»[176]. Вертолёт в докладе упоминался только в контексте отчёта об уже сделанном: «разместили Ingenuity и завершили фазу демонстрации технологий»[177].
Каталог цветных изображений, полученных от «Ingenuity»
Примечания
- NASA 12.07.2021.
- Ingenuity Landing PK, p. 14.
- NASA 15.12.2021.
- Flight-Log.
- Clarke.
- Balaram, p. 8.
- Grip, 2019, p. 4.
- Balaram, p. 15.
- Ingenuity Landing PK.
- Status306.
- NASA Briefing 30.04.2021, 39:28: «100 landings».
- NASA продлило научную программу дрона «Индженьюити» на неопределенный срок. nplus1.ru (06.09.2021).
- 14-й полёт «Индженьюити» не состоялся из-за проблем с сервоприводами автомата перекоса, НАСА пытается починить вертолет. habr.com (29.09.2021).
- NASA 29.04.2020.
- Air & Space Mag 20.04.2021.
- Foust 4.5.18: «The helicopter is being developed at the Jet Propulsion Laboratory independently of the Mars 2020 mission».
- Brown, 2014.
- Gush, 2018.
- NASA 11.05.2018.
- News #8936 30.04.2021.
- sciencealert.
- UPI 09.12.2021.
- Solar Array.
- Grip, p. 13.
- Status334.
- Balaram, p. 9.
- Concept2020.
- L. A. Young. Rotor Vortex Filaments: Living on the Slipstream’s Edge (англ.) (pdf). Ames Research Center (January 1997).
- Status336.
- Status358.
- Workshop3, p. 11.
- Balaram, p. 17.
- pfs.
- msc.
- NASA 28.09.2021.
- Spacecom 04-2013.
- Status337p.
- Status338p.
- Balaram, p. 10.
- Ср.: Heading Estimation via Sun Sensing for Autonomous Navigation
- Status298.
- Grip.
- Maimone, M. Cheng, Y., Matthies, L. Two years of Visual Odometry on the Mars Exploration Rovers (англ.) // Journal of Field Robotics : journal. — 2007. — Vol. 24, no. 3. — P. 69–186.
- Grip, p. 13: «Due to the low accuracy inherent in MEMS-based IMUs, however, additional navigation aids are needed to bound the growth in the navigation errors».
- Grip, p. 13: «Nonetheless, no absolute reference for horizontal position and yaw angle is available, and these estimates are subject to long-term drift. Therefore, shortly before touchdown at the end of each flight, a navigation camera image is stored for later transmission on Earth, so that an absolute position and heading fix can be obtained by comparison to the known terrain».
- Lidar Manual.
- Status321.
- Status346.
- Status313.
- twitter status 1463918009395855366
- MRO HiRISE Camera Specifications (англ.). HiRISE website. Дата обращения: 17 июня 2021.
- USGS, p. 1: «These maps will also be the base map used by the Mars 2020 planning and science team for planning purposes and to support scientific investigations».
- Spectrum, 09.12.2021.
- Rover Pics
- Balaram, p. 12.
- Spectrum, 17.02.2021.
- Balaram, p. 9–16.
- Grip, p. 4-5.
- Марсоходу «Кьюриосити» заменили «мозги». hi-news.ru (04.10.2018).
- News #8982 08.07.2021.
- F Prime. Дата обращения: 13 июля 2021. Архивировано 10 июля 2021 года.
- Status308.
- NASA 20.02.2021.
- Bosch BMI160 (англ.). www.bosch-sensortec.com. Дата обращения: 26 июня 2021.
- Grip, p. 4.
- Murata SCA100T-D02 (англ.). www.alldatasheet.com. Дата обращения: 26 июня 2021. Архивировано 24 июня 2021 года.
- Balaram, p. 13–14.
- Lidar Lite v3 Operation Manual and Technical Specifications (англ.) (pdf). Garmin (09/2016). Дата обращения: 17 августа 2021. Архивировано 25 февраля 2021 года.
- NASA 06.05.2021.
- Status341.
- См. архивы за каждый сол.
- Status299.
- WrightArtefact.
- Swatch of Wright Brothers Flyer 1 Attached to Mars Helicopter (англ.). NASA (06.04.2021). Дата обращения: 18 июня 2021.
- SONY 18650 VTC4 C4 US18650VTC4 2100mAh. Дата обращения: 26 июня 2021. Архивировано 28 февраля 2021 года.
- Balaram, p. 15: «recharging … could occur over one to multiple sols».
- Taranovich.
- Chahat.
- Status350.
- Cappucci.
- NASA Briefing 30.04.2021, 1:18:46.
- Balaram, p. 16.
- Space Sailing.
- Sheldahl.
- Bapst, p. 12: «„Catch sol“ to set heaters».
- Preston Lerner. A Helicopter Dreams of Mars, Air & Space/Smithsonian (April 2019). Архивировано 21 мая 2021 года. Дата обращения 16 августа 2021.
- Air & Space Mag 04-2019.
- Status293.
- Status294.
- Status287.
- Status288.
- Status301.
- Bapst.
- Status316.
- Status343.
- Status295.
- Status305.
- Status314.
- Status318.
- News #8966 15.06.2021.
- Foust 4.5.18.
- Clark.
- digi 18.2.21.
- NASA Briefing 30.04.2021, 1:06:25.
- News 19.04.2021.
- Ingenuity Landing PK, p. 16.
- NASA 17.03.2021.
- NASA 23.06.2020.
- NASA 23.03.2021.
- NASA 05.04.2021.
- NASA 06.04.2021.
- NASA 30.03.2021.
- half spread 29.3.2021.
- NASA 01.04.2021.
- First RTE photo 3.4.2021.
- RHAZ_0043_0670767844.
- PIA24547 06.04.2021.
- Mastcam-Z 0047_0671113948.
- NASA 09.04.2021.
- Status290.
- Status292.
- Черток, Б. Е. Первый искусственный спутник Земли : [рус.]. — Газета «Советский физик». — М., 2007.
- Status290: «most robust path forward».
- News #8919 17.04.2021.
- Так в журнале полётов. По данным геопозиционирования расстояние между точками взлёта и посадки составило 0,05 м.
- CNN 17.04: «Ingenuity could fly four days after the first flight, then three days after the second flight and so on».
- NASA 25.04.2021.
- Status296.
- News #8933 28.04.2021.
- Status297.
- Space.com 08.05.
- Alexandra Witze. Lift off! First flight on Mars launches new way to explore worlds (англ.) (pdf). Nature (2021). Дата обращения: 18 июня 2021. Архивировано 19 апреля 2021 года.
- Status295: «two-pencil lengths».
- Grip, p. 7.
- News #8934 29.04.2021.
- News #8936 30.04.2021: «April 26 – the mission’s 66th sol».
- CNN 17.04.
- Space.com 29.04.
- Status294: «…taking place on April 22, which is the 18th of the 30 sols (Martian days) of our flight test window».
- News #8942 07.05.2021.
- NASA 18.11.2021.
- Raw Images From Ingenuity Helicopter. NASA (1 April 2021). Дата обращения: 5 декабря 2021. (NAV images)
- Raw Images From Ingenuity Helicopter. NASA (1 April 2021). Дата обращения: 5 декабря 2021. (RTE images)
- Space.com 28.05.
- Space.com 09.06.
- NASA Briefing 21.07.2021.
- NASAJPL. MarsHelicopter did a rotor spin test at 2,800 rpm. [твит]. Твиттер (17 сентября 2021).
- NASAJPL. MarsHelicopter continues to thrive!. [твит]. Твиттер (23 ноября 2021).
- NASAJPL. MarsHelicopter keeps going, going, going!. [твит]. Твиттер (17 декабря 2021).
- Status354.
- Status302.
- PIA25942 27.05.21.
- CNN 28.05.
- Foust 24.6.21.
- nasajpl. Another successful flight. [твит]. Твиттер (9 июня 2021).
- Three Forks.
- Mars Helicopter Sol 133: Color Camera Архивная копия от 8 июля 2021 на Wayback Machine 12:35:32
- UPI 06.07.2021.
- Status323p.
- Status329.
- Вертолет-дрон Ingenuity совершил 13-й полет на Марсе
- Artuby.
- Location Map.
- Rimfax 15.12.2021.
- nasajpl. без заголовка. [твит]. Твиттер (9 ноября 2021).
- Status347p.
- Spacecom 8.8.2022.
- Status366.
- Vertical Lift — Not Just For Terrestrial Flight
- Vertical Lift Planetary Aerial Vehicles: Three Planetary Bodies and Four Conceptual Design Cases
- Young, 2002.
- Mars 2020 Fact Sheet.
- RAVEN
- NASA Briefing 30.04.2021, 1:24:19.
- Bapst, p. 12.
- Ianson, p. 8: «Be highly disciplined and focused on sample collection».
- Ianson, p. 8: «Deployed Ingenuity and completed technology demonstration phase».
- Комментарии
- При этом в фото, сделанных на стоянках, разные углы наклона каждой из стоек вносят дополнительные искажения.
- См. определение COTS в статье 2.101 48-й книги Свода федеральных нормативных актов США.
- В русском языке слово «датчик» обозначает конструктивно обособленное устройство, содержащее один или несколько первичных измерительных преобразователей. Это понятие соответствует англ. sensor лишь отчасти, так как к «сенсорам» в современной зарубежной технической литературе также относят и электронную оптику. Это имеет место и в документации по Ingenuity, где блоки размещения данной аппаратуры называются англ. Sensor Assembly.
- См. полный список сотрудников в описании этого изображения на Commons
- В выступлениях некоторых сотрудников НАСА известный из музыки термин «каденция» (англ. cadence) может использоваться во вторичном значении «ритм, темп», а иногда и «интервал».
- без подписи, но с упоминанием Дейва Лавери, как куратора программы Ingenuity в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне, а также МиМи Аунг
- Так в журнале полётов. Арифметический результат 2000 / 23 = 0,87 м/с.
- варианты перевода «raised». Дата обращения: 25 августа 2021.
- Назван «Сейтах-юг» (с опечаткой „South Seitha“), но поскольку к этому времени «Персеверанс» уже зашёл в Южный Сейтах, подразумеваются «Рельефные гряды», „Raised Ridges“
- «Ken Farley, who heads Perseverance's science team, explained how photos taken by Ingenuty during its 12th flight showed that a region dubbed South Seitha was of less interest than scientists had hoped. As a result, the rover might not be sent there».
- В том же твиттере сама JPL охарактеризовала принцип отбора точек съёмки в этом полёте неоднозначным термином «оппортунистический» — Ingenuity opportunistically took images of science interest.
- Наконец, нацеленность на создание прототипа с небольшим сроком испытаний обернулась тем, что жизненный цикл вертолёта в несколько раз меньше, чем у марсохода: ресурс числа перезарядок бытовых аккумуляторов — 1000 (не более 3 лет), а по посадкам — 100. Таким образом, реализация схемы взаимодействия, где во главе угла — марсоход, как многофункциональный «научный комбинат» на колёсах, а вертолёт — одно из вспомогательных, мобильных подразделений этого научно-исследовательского комплекса, отодвигается на перспективу отдалённых экспедиций.
Литература
- Young, L. et al. Rotorcraft as Mars Scouts (англ.) (01.02.2002).
- Jerome L. Wright. Space Sailing (англ.). Taylor & Francis (1.1.1992).
- Dwayne Brown. NASA Announces Mars 2020 Rover Payload to Explore the Red Planet as Never Before (англ.). NASA (31-07-2014).
- Loren Gush. NASA is sending a helicopter to Mars to get a bird’s-eye view of the planet - The Mars Helicopter is happening, y’all (англ.). The Verge (11-05-2018).
- Mars Helicopter Scout (англ.). UASVision.com (06.09.2016).
- Chen, Allen. Pre-Landing Site Workshop 3 Engineering Assessment Telecon (англ.). NASA (January 31, 2017).
- Stephen Clark. NASA to decide soon whether flying drone will launch with Mars 2020 rover (англ.). spaceflightnow.com (15.03.2018).
- Waynes et al. Mars Science Helicopter Conceptual Design (англ.) (pdf). Ames Research Center (March 2020).
- Stefano Cappucci et al. Assessment of the Mars Helicopter Thermal Sensitivies Using the Veritrek Software (англ.). JPL (2018).
- Steve Taranovich. Mars 2020 Perseverance: Drone helicopter in a CO2 atmosphere (англ.). hackaday.io (06.06.2020).
- Richard Volpe. 2014 Robotics Activities at JPL (англ.) (pdf). NASA/JPL (2014).
- Stephen Clarke. Helicopter to accompany NASA’s next Mars rover to Red Planet (англ.). Spaceflight Now (14.05.2018).
- Trevor Mogg. When will NASA’s Ingenuity helicopter take its first flight on Mars? (англ.). CNN (18.02.2021).
- Ashley Strickland. Mars helicopter’s first flight could happen on Monday (англ.). CNN (17.04.2021).
- Ashley Strickland. Mars helicopter survives to tell the tale of stressful flight (англ.). CNN (28.05.2021).
- Mars 2020 Jezero Crater Landing Site Controlled Orthomosaics (англ.). USGS (2020).
- Paul Brinkmann. Mars helicopter begins to scout for Perseverance rover with longest flight (англ.). UPI (06.07.2021).
- Paul Brinkmann. NASA’s eventual farewell to tiny Mars helicopter could be emotional (англ.). UPI (09.12.2021).
- Пресс-релизы и фотоматериалы НАСА
- Location Map for Perseverance Rover (англ.). NASA.
- Flight Log (англ.). NASA.
- Mars Helicopter Ingenuity Fact Sheet (англ.). NASA (01.04.2020).
- Mars Helicopter and Perseverance Rover (англ.). NASA (10.04.2020).
- Pride of the West — and Mars (англ.). JPL (06.04.2021).
- Mars Helicopter’s Solar Array as Seen by Perseverance’s Mastcam-Z (англ.). JPL (13.04.2021).
- Testing the Mars Helicopter Delivery System (англ.). NASA (23.06.2020).
- Perseverance’s First Road Trip (англ.). NASA (09.06.2021).
- Black-and-White View of Ingenuity’s Fourth Flight (англ.). NASA (06.05.2021).
- Ingenuity Kicks Up Dust Cloud (англ.). NASA/JPL (15.06.2021).
- NASA’s Mars Helicopter Mars Helicopter Reports In (англ.). NASA (20.02.2021).
- Ingenuity Goes Vertical (англ.). NASA (30.03.2021).
- Ingenuity Swings Down (англ.). NASA (30.03.2021).
- Ingenuity Helicopter is Ready to Drop (англ.). NASA (01.04.2021).
- Ingenuity’s First Color Snap (англ.). NASA (05.04.2021).
- Mars Perseverance Sol 43: Rear Left Hazard Avoidance Camera (Hazcam) (англ.). NASA (04.04.2021). Дата обращения: 18 июня 2021.
- Mastcam-Z Gives Ingenuity a Close-up (англ.). NASA (06.04.2021). Дата обращения: 18 июня 2021.
- Mars Perseverance Sol 47: Right Mastcam-Z Camera (англ.). NASA (08.04.2021). Дата обращения: 18 июня 2021.
- Ingenuity at Third Airfield (англ.). NASA (27.05.2021).
- Ingenuity Spots Rover Tracks During Ninth Flight (англ.). NASA (12.07.2021).
- SuperCam Image of ‘Artuby’ (англ.). NASA (21.07.2021).
- Техническая документация и бюллетени в формате pdf
- J. (Bob) Balaram et al. Mars Helicopter Technology Demonstrator (англ.) (pdf). AIAA (2018). Дата обращения: 16 апреля 2012.
- Håvard Fjær Grip, Johnny N. Lam et al. Flight Control System for NASA’s Mars Helicopter (англ.) (pdf). NASA/JPL (2019). Дата обращения: 16 апреля 2021.
- Sheldahl Market Specialization (англ.). Northfield, Minnesota: Sheldahl (24.1.2020).
- Eric Ianson, Michael Meyer. Explore Mars (англ.). NASA (14.06.2021).
- Mars 2020 Perseverance Landing Press Kit (англ.) (pdf). NASA (January 2021).
- Ingenuity Mars Helicopter Landing Press Kit (англ.) (pdf). NASA (January 2021).
- Mars 2020 Perseverance Launch Press Kit (англ.) (pdf). NASA (24.06.2020).
- Mars 2020/Perseverance (англ.) (pdf). NASA (26.07.2020).
- Jonathan Bapst, Theodore Tzanetos, Shannah Withrow-Maser. Helicopter on Mars: Technology Demonstration to Future Science Missions (англ.) (pdf). Future In-Space Operations Telecon (29.09.2021).
- Видеоматериалы
- Bob Balaram. NASA’s Ingenuity Mars Helicopter’s Next Steps (Media Briefing). NASA.
- Jennifer Trosper. NASA’s Perseverance Mars Rover Team to Discuss Early Science, Sample Collection. NASA. Время от начала источника: 00:15:30.
- Nacer Chahat. On Mars, the amazing design of the radio link between Ingenuity and the Perseverance rover. Université de Rennes. Время от начала источника: 00:07:27.
- Lidar Lite v3 от Garmin — подключение и настройка лазерного высотомера. Время от начала источника: 00:34:20.
- Teddy Tzanetos. 2021 Mars Society Virtual Convention. The Mars Society.
- Planetary Fact Sheets (англ.). NASA.
- How far is Mars (англ.). theskylive.com.
- Mars at solar conjunction (англ.). in-the-sky.org.
- Mars in our Night Sky (англ.). NASA (September 2021).
- Новости НАСА / Mars 2020 Mission
- Mars Helicopter to Fly on NASA’s Next Red Planet Rover Mission (англ.). News #8335. NASA (11.05.2018).
- Alabama High School Student Names NASA’s Mars Helicopter (англ.). News #8659. NASA (29.04.2020).
- How NASA’s Mars Helicopter Will Reach the Red Planet’s Surface (англ.). News #8699. NASA (23.06.2020).
- NASA’s Mars Helicopter Reports In (англ.). News #8867. NASA (20.02.2021).
- NASA to Host Briefing to Preview First Mars Helicopter Flights (англ.). News #8891. NASA (17.03.2021).
- NASA Ingenuity Mars Helicopter Prepares for First Flight (англ.). News #8896. NASA (23.03.2021).
- NASA’s Mars Helicopter Survives First Cold Martian Night on Its Own (англ.). News #8906. NASA (05.04.2021).
- NASA Invites Public to Take Flight With Ingenuity Mars Helicopter (англ.). News #8910. NASA (06.04.2021).
- Say Cheese on Mars: Perseverance’s Selfie With Ingenuity (англ.). News #8912. NASA (07.04.2021).
- NASA’s Mars Helicopter to Make First Flight Attempt Sunday (англ.). News #8915. NASA (09.04.2021).
- NASA to Attempt First Controlled Flight on Mars As Soon As Monday (англ.). News #8919. NASA (17.04.2021).
- NASA’s Ingenuity Mars Helicopter Succeeds in Historic First Flight (англ.). News #8923. NASA (19.04.2021).
- NASA’s Ingenuity Mars Helicopter Logs Second Successful Flight (англ.). News #8928. NASA (22.04.2021).
- NASA’s Ingenuity Mars Helicopter Flies Faster, Farther on Third Flight (англ.). News #8930. NASA (25.04.2021).
- With Goals Met, NASA to Push Envelope With Ingenuity Mars Helicopter (англ.). News #8933. NASA (28.04.2021).
- NASA Sets Briefing to Discuss Ingenuity Mars Helicopter Next Steps (англ.). News #8934. NASA (29.04.2021).
- NASA’s Ingenuity Helicopter to Begin New Demonstration Phase (англ.). News #8936. NASA (30.04.2021).
- NASA’s Perseverance Captures Video, Audio of Fourth Ingenuity Flight (англ.). News #8941. NASA (07.05.2021).
- NASA’s Ingenuity Mars Helicopter Completes First One-Way Trip (англ.). News #8942. NASA (07.05.2021).
- Seeing NASA’s Ingenuity Mars Helicopter Fly in 3D (англ.). News #8946. NASA (12.05.2021).
- NASA’s Ingenuity Mission Honored by the Space Foundation (англ.). News #8966. NASA (15.06.2021).
- Meet the Open-Source Software Powering NASA’s Ingenuity Mars Helicopter (англ.). News #8982. NASA (08.07.2021).
- NASA’s Mars Helicopter Reveals Intriguing Terrain for Rover Team (англ.). News #8987. NASA (12.07.2021).
- NASA’s Mars Fleet Lies Low with Sun Between Earth and Red Planet (англ.). News #9051. NASA (28.09.2021).
- NASA’s Perseverance Captures Challenging Flight by Mars Helicopter (англ.). News #9079. NASA (18.11.2021).
- NASA’s Perseverance Mars Rover Makes Surprising Discoveries (англ.). News #9098. NASA (15.12.2021).
- NASA’s Ingenuity Mars Helicopter Reaches a Total of 30 Minutes Aloft (англ.). News #9099. NASA (15.12.2021).
- Текущая информация от JPL / Ingenuity status updates
- Bob Balaram. How is the Weather on Mars? (англ.). Status #287. JPL (19.03.2021).
- Bob Balaram. It’s Cold on Mars (англ.). Status #288. JPL (02.04.2021).
- When Should Ingenuity Fly? (англ.). Status #289. JPL (08.04.2021).
- Mars Helicopter Flight Delayed to No Earlier than April 14 (англ.). Status #291. JPL (10.04.2021).
- Work Progresses Toward Ingenuity’s First Flight on Mars (англ.). Status #290. JPL (12.04.2021).
- Ingenuity Flight Team. Working the Challenge: Two Paths to First Flight on Mars (англ.). Status #292. JPL (16.04.2021).
- MiMi Aung. Why We Choose to Try Our First Helicopter Flight on Monday (англ.). Status #293. JPL (17.04.202).
- MiMi Aung. We’re Getting Ready for Ingenuity’s Second Flight (англ.). Status #294. JPL (21.04.2021).
- Håvard Grip. We Are Prepping for Ingenuity’s Third Flight Test (англ.). Status #295. JPL (23.04.2021).
- Mars Helicopter’s Flight Four Rescheduled (англ.). Status #296. JPL (29.04.2021).
- MiMi Aung. Ingenuity Completes Its Fourth Flight (англ.). Status #297. JPL (30.04.2021).
- Håvard Grip. What We’re Learning About Ingenuity’s Flight Control and Aerodynamic Performance (англ.). Status #298. JPL (30.04.2021).
- Josh Ravich. Why Ingenuity’s Fifth Flight Will Be Different (англ.). Status #299. JPL (06.05.2021).
- Bob Balaram, Jeremy Tyler. Keeping Our Feet Firmly on the Ground (англ.). Status #301. JPL (10.05.2021).
- Plans Underway for Ingenuity’s Sixth Flight (англ.). Status #302. JPL (19.05.2021).
- Håvard Grip. Surviving an In-Flight Anomaly: What Happened on Ingenuity’s Sixth Flight (англ.). Status #305. JPL (27.05.2021).
- Ingenuity Flight 7 Preview (англ.). Status #306. JPL (04.06.2021).
- Teddy Tzanetos. Flight 8 Success, Software Updates, and Next Steps (англ.). Status #308. JPL (25.06.2021).
- Håvard Grip & Bob Balaram. We’re Going Big for Flight 9 (англ.). Status #313. JPL (02.07.2021).
- Håvard Grip and Ken Williford. Flight 9 Was a Nail-Biter, but Ingenuity Came Through With Flying Colors (англ.). Status #314. JPL (07.07.2021).
- Teddy Tzanetos. Aerial Scouting of ‘Raised Ridges’ for Ingenuity’s Flight 10 (англ.). Status #316. JPL (23.07.2021).
- Josh Ravich. North-By-Northwest for Ingenuity’s 11th Flight (англ.). Status #318. NASA JPL (05.08.2021). Дата обращения: 5 августа 2021.
- Teddy Tzanetos, Håvard Grip. Better By the Dozen – Ingenuity Takes on Flight 12 (англ.). Status #321. JPL (15.08.2021).
- Teddy Tzanetos, Håvard Grip. Lucky 13 – Ingenuity to Get Lower for More Detailed Images During Next Flight (англ.). Status #329. JPL (03.09.2021).
- Håvard Grip. Flying on Mars Is Getting Harder and Harder (англ.). Status #334. JPL (15.09.2021).
- Jaakko Karras. 2,800 RPM Spin a Success, but Flight 14 Delayed to Post Conjunction (англ.). Status #336. JPL (28.09.2021).
- Flight 14 Successful (англ.). Status #341. JPL (26.10.2021).
- Teddy Tzanetos. Flight #15 — Start of the Return Journey (англ.). Status #343. JPL (05.11.2021).
- Joshua Anderson. Flight 16 — Short Hop to the North (англ.). Status #346. JPL (16.11.2021).
- Gerik Kubiak. Flight 17 — Heading North Into Séítah (англ.). Status #349. JPL (02.12.2021).
- Teddy Tzanetos. Flight 17 — Discovering Limits (англ.). Status #350. JPL (07.12.2021).
- Martin Cacan. Flight 19 — New Year, Same Ingenuity (англ.). Status #354. JPL (04.01.2022).
- Jonathan Bapst, Michael Mischna. Grounded: First Flight Delay Due to Inclement Weather on Another World (англ.). Status #358. JPL (19.01.2022).
- Jaakko Karras. Dusty Flight 19 Completed and Looking Ahead to Flight 20 (англ.). Status #366. JPL (23.02.2022).
- Текущая информация от JPL / Perseverance status updates
- Ken Farley and Jennifer Trosper. The Mars 2020 Perseverance Mission (англ.). Status #317. JPL (04.08.2021).
- Louise Jandura. On the Eve of Perseverance’s First Sample (англ.). Status #319. JPL (05.08.2021).
- Louise Jandura. Assessing Perseverance’s First Sample Attempt (англ.). Status #320. JPL (11.08.2021).
- Roger Wiens. Stratigraphic Layers! (англ.). Status #323. JPL (23.08.2021).
- Jennifer Trosper. The Next Steps for Sampling on Perseverance (англ.). Status #325. JPL (19.08.2021).
- Kenneth Farley. Roubion — The Problematic Weathered Paver Stone Perseverance Failed to Core (англ.). Status #326. JPL (20.08.2021).
- Melissa Rice. Hunkering Down for Solar Conjunction (англ.). Status #337. JPL (28.09.2021).
- Alyssa Deardorff. The Sun Is a Mass of Incandescent Gas (англ.). Status #338. JPL (12.10.2021).
- Matt Muszynski. New Software, New Drill Target, and an Existential Question (англ.). Status #347. JPL (18.11.2021).
- Публикации журналов и электронных СМИ
- Mike Wall. Curiosity Rover Goes Solo on Mars for 1st Time Today (англ.). Space.com (04.04.2013).
- Mars helicopter Ingenuity misses takeoff for 4th flight on Red Planet — NASA’s team is assessing what happened (англ.). Space.com (29.04.2021).
- NASA’s Mars helicopter Ingenuity lands at new airfield after 5th flight (англ.). Space.com (08.05.2021).
- Mars helicopter Ingenuity experiences anomaly on 6th flight, but lands safely (англ.). Space.com (28.05.2021).
- Mars helicopter Ingenuity aces 7th flight on the Red Planet (англ.). Space.com (09.06.2021).
- Mike Wall. Mars helicopter Ingenuity aces 19th flight after historic Red Planet weather delay (англ.). Space.com (08.02.2022).
- Preston Lerner. A Helicopter Dreams of Mars (англ.). Air & Space Mag (April, 2019).
- Jay Gallentine. The First Flight On Another World Wasn’t on Mars. It Was on Venus, 36 Years Ago (англ.). Air & Space Mag (20-04-2021).
- Jeff Foust. Decision expected soon on adding helicopter to Mars 2020 (англ.). spacenews.com (04.05.2018).
- Lucie Aubourg. Ingenuity Is So Good, NASA's Mars Helicopter Mission Just Got an Exciting Update (англ.). AFP (6 сентября 2021).
- Jeff Foust. NASA studying larger Mars helicopters (англ.). spacenews.com (24.06.2021).
- Evan Ackerman. How NASA Designed a Helicopter That Could Fly Autonomously on Mars (англ.). IEEE (17.02.2021).
- Evan Ackerman. Mars Helicopter Just Keeps on Going: Maybe NASA’s little Martian flyer should be the one called Perseverance (англ.). IEEE (09.12.2021).
Ссылки
- Perseverance Route Map (англ.). The Planetary Society (24.06.2021). — трассы движения Perseverance и полётов Ingenuity, а также их текущее местоположение
- Journal de bord du robot Perseverance (фр.). Centre national d'études spatiales (11.06.2021).