Landender Klingenschlag beendet die epische Reise des Mars-Helikopters

Der Ingenuity Mars-Hubschrauber absolvierte am 18. Januar seinen 72. und letzten Flug. „Obwohl der Hubschrauber aufrecht bleibt und mit den Bodenkontrollgeräten kommuniziert“, sagte das Jet Propulsion Lab der NASA heute Nachmittag in einer Pressemitteilung, „deuten Bilder von seinem Flug am 18. Januar, die diese Woche zur Erde gesendet wurden, darauf hin, dass eines oder mehrere seiner Rotorblätter dabei beschädigt wurden.“ Landung, und er ist nicht mehr flugfähig. Das sehen Sie auf dem Foto oben: den Schatten einer Spitze, die von einem der vier Blätter des 60 cm langen Kohlefaserrotors des Hubschraubers abgebrochen ist. Das geht zumindest die NASA an Ein Rotorblatt traf bei einer „harten Landung“ die Marsoberfläche, und das ist nicht die Art von Schaden, die es dem Hubschrauber ermöglichen würde, wieder zu fliegen. Die Mission von Ingenuity ist beendet.

Der Rover Perseverance hat dieses Foto von Ingenuity am 2. August 2023, kurz vor Flug 54, aufgenommen.NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

Die NASA hat heute Abend eine Pressekonferenz abgehalten, um so viele Informationen wie möglich darüber zu geben, was genau mit Ingenuity passiert ist und was als nächstes kommt. Hier zunächst eine Zusammenfassung der Pressemitteilung:

Das Ingenuity-Team hatte geplant, dass der Hubschrauber am 18. Januar einen kurzen Vertikalflug machen sollte, um seinen Standort zu bestimmen, nachdem er bei seinem vorherigen Flug notgelandet war. Die Daten zeigen, dass der Hubschrauber wie geplant eine maximale Höhe von 40 Fuß (12 Meter) erreichte und 4,5 Sekunden lang schwebte, bevor er mit einer Geschwindigkeit von 3,3 Fuß pro Sekunde (1 Meter pro Sekunde) seinen Sinkflug begann.

Allerdings verlor Ingenuity etwa einen Meter über der Oberfläche den Kontakt zum Rover, der als Kommunikationsrelais für das Drehflügler dient. Am nächsten Tag wurde die Kommunikation wiederhergestellt und weitere Informationen über den Flug wurden an die Bodenkontrolleure des NASA JPL weitergeleitet. Einige Tage später trafen Bilder ein, die Schäden am Rotorblatt zeigten. Die Ursache des Kommunikationsausfalls und die Ausrichtung des Hubschraubers zum Zeitpunkt der Landung werden noch untersucht.

Obwohl die NASA nicht genau weiß, was passiert ist, hat sie einige Ideen, die auf der Ursache der Notlandung beim vorherigen Flug, Flug 71, basieren.[This location] Dies ist eines der anspruchsvollsten Gelände, das wir je befahren mussten“, sagte Teddy Tzanetos, Ingenuity-Projektmanager am NASA JPL, während der NASA-Pressekonferenz. „Es ist ein unscheinbares, langweiliges und sandiges Gelände. Und deshalb glauben wir, dass wir bei Flug 71 eine Notlandung hatten. Sie schwebte über der Oberfläche und stellte fest, dass es nicht viele Steine ​​zum Anschauen und nichts, von dem aus sie navigieren konnte, gab, und deshalb rief Ingenuity selbst eine Notlandung aus.

Ingenuity verwendet eine nach unten gerichtete VGA-Kamera mit 30 Hertz zur monokularen Merkmalsverfolgung und vergleicht die scheinbare Bewegung verschiedener Merkmale zwischen Bildern, um deren Bewegung am Boden zu bestimmen. Diese optische Flusstechnik wird auch für Drohnen (und andere Roboter) auf der Erde verwendet und ist sehr zuverlässig, vorausgesetzt, Sie verfügen über genügend Funktionalität, um sie zu verfolgen. Die Dinge beginnen schief zu gehen, wenn Ihre Kamera auf merkwürdige Objekte blickt. Aus diesem Grund warnen Verbraucherdrohnen Sie manchmal vor unerwartetem Verhalten, wenn Sie über Wasser fliegen, und in Forschungslabors der Robotik gibt es oft seltsame Teppiche und Tapeten – je mehr Merkmale, desto besser. Auf dem Mars navigierte Ingenuity zuverlässig auf der Suche nach charakteristischen Merkmalen wie Steinen, doch das Überfliegen eines Sandstreifens ohne Merkmale stellte ernsthafte Probleme dar, wie uns der emeritierte Chefpilot von Ingenuity, Håvard Grip, während der heutigen Pressekonferenz sagte:

Die Art und Weise, wie ein System wie dieses funktioniert, besteht darin, den Konsens zu betrachten [the features] Er sieht Dinge, die nicht wirklich mit dem Konsens übereinstimmen, und lehnt sie dann ab. Die Gefahr besteht darin, dass es Ihnen an Funktionalität mangelt, wenn Sie nicht über viele Funktionen zum Navigieren verfügen und Sie nicht wirklich in der Lage sind, diesen Konsens zu ermitteln, und Sie am Ende die falschen Arten von Funktionen befolgen, und Dann kann es passieren, dass die Dinge aus dem Ruder laufen.

Diese Ansicht der Navigationskamera von Ingenuity während Flug 70 (22. Dezember) zeigt Bereiche mit nahezu unstrukturiertem Gelände, die während der Flüge 71 und 72 Probleme bereiten würden.NASA/JPL-Caltech

Nach der Notlandung von Flug 71 beschloss das Team, als nächstes einen „Pop-up“-Flug zu versuchen: Er sollte etwa 30 Sekunden lang in der Luft bleiben, nur bis zu 40 Fuß hoch, dann direkt nach unten. nach unten, um den Flug zu überprüfen. Hubschraubersysteme. Als Ingenuity kurz vor der Landung abstieg, kam es zu einem Kommunikationsverlust mit dem Hubschrauber. „Wir haben Grund zu der Annahme, dass er mit den gleichen Herausforderungen wie sandigem, unstrukturiertem Gelände konfrontiert war. [as in the previous flight]„, sagte Tzanetos. „Und aufgrund der Navigationsprobleme kam es zu einer Kollision mit der Rotoroberfläche, die zu einem Stromausfall und damit zu einem Kommunikationsverlust geführt hätte.“ Grip beschreibt detaillierter, was seiner Meinung nach passiert ist:

Einiges davon ist aufgrund der geringen Telemetrie, die wir haben, Spekulation, aber was wir in der Telemetrie sehen, ist, dass der Helikopter relativ schnell startet, wenn wir in den letzten Teil des Fluges auf den Sand absteigen und uns dem Boden nähern zu denken, dass es sich horizontal vom Landeziel wegbewegt. Es ist wahrscheinlich, dass er bei der Landung ein aggressives Manöver durchgeführt hat, um dieses Problem zu beheben. Und dies hätte eine seitliche Bewegung und Neigung des Hubschraubers erklärt, die entweder dazu geführt hätte, dass das Rotorblatt auf dem Boden aufschlug und dann die Leistung verlor, oder dass ein ausreichend aggressives Manöver durchgeführt wurde, um vor der Landung die Leistung zu verlieren und das Rotorblatt zu treffen. Diese Details kennen wir noch nicht. Wir werden es vielleicht nie erfahren. Aber wir tun unser Bestes mit den Daten, die wir haben, um diese Details zu verstehen.

Als das Ingenuity-Team am nächsten Boden versuchte, den Kontakt mit dem Hubschrauber wiederherzustellen, „war sie genau dort, wo wir sie erwartet hatten“, sagte Tzanetos. „Die Ströme von den Solarpaneelen sahen gut aus, was darauf hindeutete, dass sie aufrecht stand.“ Tatsächlich war alles „überall grün“. Bis das Team begann, sich die Aufnahmen der Navigationskamera von Ingenuity anzusehen und den Schatten des beschädigten Untermessers entdeckte. Auch wenn dies der einzige Schaden für Ingenuity ist, ist das gesamte Rotorsystem jetzt unausgeglichen und erzeugt deutlich weniger Auftrieb, sodass weitere Flüge unmöglich sind.

Eine Nahaufnahme des Schattens der beschädigten Klingenspitze.NASA/JPL-Caltech

Im Hinterkopf braut sich bei jedem Downlink etwas zusammen: Heute könnte der letzte Tag sein, heute könnte der letzte Tag sein. Es gab also offensichtlich einen ersten Moment der Traurigkeit, als wir sahen, wie dieses Foto herunterkam und auf dem Bildschirm erschien, was uns Gewissheit darüber gibt, was passiert ist. Aber das wird schnell durch Glück, Stolz und das Gefühl des Feierns über das, was wir erreicht haben, ersetzt. Ähm, es ist wirklich bemerkenswert, welche Reise sie unternommen hat, und es lohnt sich, jeden einzelnen dieser Böden zu feiern. Heute Abend gegen 21 Uhr pazifischer Zeit wird Ingenuity seit seinem Einsatz vom Perseverance-Rover 1.000 Sol an der Oberfläche verbracht haben. Sie wählte daher einen sehr günstigen Zeitpunkt, um ihre Mission zu erfüllen. –Teddy Tzanetos

Das Ingenuity-Team geht davon aus, dass mehrere Rotorblätter des Hubschraubers beschädigt wurden; Die Rotorblätter drehen sich so schnell, dass andere dies wahrscheinlich auch tun, wenn einer auf der Oberfläche aufschlägt. Der Plan besteht darin, zu versuchen, die Klingen langsam zu drehen, um andere in Sichtweite zu bringen und zu versuchen, mehr Informationen zu sammeln. Es scheint unwahrscheinlich, dass die NASA den Perseverance-Rover entführen wird, um Ingenuity genauer unter die Lupe zu nehmen. Während er seine wissenschaftliche Mission fortsetzt, wird sich der Rover etwa 200 bis 300 Meter von Ingenuity entfernen und versuchen, ein paar Fotos zu machen, aber das ist wahrscheinlich zu weit für ein qualitativ hochwertiges Bild.

Perseverance beobachtet, wie Ingenuity am 14. März 2023 mit Flug 47 startet.NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

Als Technologiedemo bestand die Daseinsberechtigung von Ingenuity darin, die Grenzen des Möglichen zu erweitern. Und wie Grip erklärt, tat der kleine Hubschrauber selbst auf seinem letzten Flug genau das, indem er seine Erwartungen übertraf und neuere und riskantere Dinge ausprobierte, bis er so weit wie möglich kam:

Insgesamt war die Art und Weise, wie Ingenuity mithilfe der Geländefunktionen navigierte, unglaublich erfolgreich. Wir haben dieses System nicht für diese Art von Gelände entwickelt, aber dennoch blieb es irgendwie unbesiegbar, bis wir in dieses völlig langweilige Gelände flogen, in dem es nichts gibt, woran man sich wirklich festhalten kann. Daraus können wir einige Lehren ziehen: Wir wissen jetzt, dass dieser spezielle Geländetyp eine Falle für ein System wie dieses sein kann. Das Rückwärtsfahren gegen dieses konturlose Gelände ist eine Funktionalität, mit der ein zukünftiger Hubschrauber ausgestattet werden könnte. Und dann gibt es Lösungen wie eine Kamera mit höherer Auflösung, die wahrscheinlich dazu beigetragen hätten, diese Situation zu entschärfen. Aber das ist alles Teil dieser Technologiedemonstration, bei der wir diesen Hubschrauber für die Durchführung von bis zu fünf Flügen in einem zuvor erkundeten Gebiet ausgerüstet haben, und er leistete noch viel mehr. Und wir haben ihn einfach bis zur Grenze bearbeitet und ihn dann einfach über die Grenze geworfen, wo er es nicht mehr ertragen konnte.

Der vielleicht wichtigste Beitrag von Ingenuity bestand darin, zu zeigen, dass es nicht nur möglich, sondern auch praktisch und wertvoll ist, Drehflügler auf dem Mars zu haben. „Ich glaube nicht, dass wir über Probenhubschrauber sprechen würden, wenn Ingenuity nicht geflogen wäre, Punkt, und wenn es nicht so lange überlebt hätte“, sagte er uns. Teddy Tzanetos nach dem 50. Flug von Ingenuity. Und es ist nicht nur die Probenrückführungsmission: JPL entwickelt auch einen viel größeren Mars-Wissenschaftshubschrauber, der seine Existenz dem Erfolg von Ingenuity verdanken wird.

Fast drei Jahre auf dem Mars; 128 Minuten und 11 Meilen Flug am Marshimmel. „Ich freue mich auf den Tag, an dem einer unserer Astronauten Ingenuity nach Hause bringt und wir ihn alle im Smithsonian besichtigen können“, sagte JPL-Direktorin Laurie Leshin am Ende der Pressekonferenz. „Heute.“

Ich werde an vorderster Front sein.

Wir haben ausführlich über Ingenuity geschrieben, einschließlich ausführlicher Interviews mit Mitgliedern des Hubschrauber- und Rover-Teams, und es lohnt sich, sie heute noch einmal zu lesen. Danke, Ingenuity. Du hast das gut gemacht.

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