Ingenuity
Ingenunity | |
planetárna sonda – bezpilotná helikoptéra súčasť misie Mars 2020 | |
![]() | |
Prevádzkovateľ | NASA, USA |
---|---|
Hlavní dodávatelia | Jet Propulsion Laboratory |
Súčasný cieľ | Mars, kráter Jezero |
Dátum štartu | 30. júl 2020 11:50 UTC |
Nosná raketa | Atlas V 541 |
Kozmodróm | Cape Canaveral |
Hmotnosť | 1,8 kg |
Rozmery | rotory: ⌀ 120 cm trup: 13,6×19,5×16,3 cm pristávacie nohy: 38,4 cm výška: 49 cm |
Energia | 350 W |
Pristátie | |
Teleso | Mars |
Dátum | 18. február 2021 |
Ingenuity (slovenský preklad: vynaliezavosť, dôvtip) je malý autonómny vrtuľník, súčasť misie Mars 2020, dopravený v závese pod robotickým vozidlom Perseverance na povrch planéty Mars, na dno krátera Jezero. Vyrobila ho spoločnosť Jet Propulsion Laboratory pre NASA.[1] Ide o prvý ľuďmi vyrobený lietajúci stroj s pohonom[pozn. 1], ktorý lietal s využitím vztlaku v atmosfére inej planéty než Zem.[3] Vybavený je dvomi protibežnými rotormi priemeru 1,2 m s listami z uhlíkových vlákien, rotujúcimi rýchlosťou až 2 400 ot./min, aby bol vrtuľník schopný letu v riedkej atmosfére Marsu s tlakom na úrovni povrchu 100 až 150-krát nižším než v prípade zemskej atmosféry.[1]
Ide o technologickú demonštráciu, primárnou úlohou Ingenuity sú letové skúšky. V priebehu 31 pozemských dní vrtuľník úspešne zrealizoval päť riadených letov. Údaje získané počas týchto letových testov pomôžu pri vývoji ďalšej generácie marťanských vrtuľníkov. Budúca misia môže z úspechu čerpať a získať tak inteligentného prieskumníka okolia. Nápomocné by marťanské drony mohli byť aj prípadným budúcim ľudským posádkam.[4]
Ingenuity nesie 1,3 × 1,3 cm výstrižok poťahovej textílie z krídla lietadla Wright Flyer bratov Wrightovcov z roku 1903, ako historický odkaz na ich priekopnícky prvý riadený let stroja ťažšieho ako vzduch na Zemi. NASA tiež pomenovala letovú zónu helikoptéry ako Wright Brothers Field.
Technická špecifikácia[upraviť | upraviť zdroj]
- hmotnosť: 1,8 kg [5]
- výška: 49 cm [5]
- dolet: 300 m [5]
- dostup: 3 – 5 m [5]
- maximálna doba letu: 90 s (limitovaná ohrevom motorov)[5][6]
- maximálna horizontálna rýchlosť: 10 m/s (36 km/h) [1]
- maximálna vertikálna rýchlosť: 3 m/s (10,8 km/h) [1]
- maximálny dosah rádiového spojenia: 1 000 m [7]
- rozmery trupu: 13,6 × 19,5 × 16,3 cm [8]
- výkon motorov: ~350 W [5]
- zdroj energie: 6× lítium-iónový akumulátor (Sony VTC4, typ 18650), celková kapacita 35 – 45 Wh, z toho 10 Wh vyhradených na let, dobíjanie solárnym panelom [5][7]
Užitočným zaťažením sú dve kamery – 13 Mpx farebná (snímač Sony IMX214) smerujúca šikmo 22° pod horizont a 0,3 Mpx čiernobiela (snímač Omnivision OV7251) smerujúca kolmo nadol pre navigáciu a prieskumy terénu, ďalej komunikačný systém na prenos údajov do vozidla Perseverance.[7]
Riadenie[upraviť | upraviť zdroj]
Ako vysokoúrovňový riadiaci a navigačný počítač je použitý 32-bitový 4-jadrový ARM SoC Qualcomm Snapdragon 801 z roku 2014 (bežne osádzaný do dobových smartfónov) s taktom 2,26 GHz, 2 GiB RAM a 32 GiB Flash, vybavený operačným systémom Linux a riadiacou aplikáciou, vyvinutou nad NASA JPL frameworkom F´ (F Prime).[9] Zabezpečuje vizuálnu navigáciu odvodenú od detekcie čŕt terénu snímkovaného kamerami, správu údajov, spracovanie príkazov, generovanie telemetrie a obsluhu bezdrôtovej komunikácie.[7] Sériovou linkou komunikuje s dvoma mikrokontrolérmi riadenia letu (Texas Instruments TMS570LC43x, ARM Cortex-R5F, 300 MHz, 512 KiB RAM, 4 MiB Flash), zapojenými redundantne s riešením odolnosti voči chybám.[7][10]
Senzory tvoria, okrem spomenutej dvojice kamier, laserový výškomer s modulom Garmin LIDAR-Lite v3, 2-osový MEMS sklonomer Murata SCA100T a inerciálny MEMS snímač Bosch BMI-160, kombinujúci 3-osový akcelerometer a 3-osový gyroskop.[7]
Komunikácia s roverom je riešená Zigbee modulmi SiFLEX 02 v pásme 900 MHz rýchlosťou 20 resp. 250 kbit/s na vzdialenosť do 1 000 m.[7]
Použité sú prevažne bežné komerčne dostupné komponenty s výberom pre vojenské, automobilové alebo priemyselné účely s rozsahom prevádzkových teplôt najmenej −40 až +85 °C. Výnimkou je hradlové pole, zabezpečujúce redundanciu mikrokontrolérov riadenia letu, kde je použitý obvod Microsemi ProASIC3 so zvýšenou radiačnou odolnosťou a teplotným rozsahom −55 až 125 °C.[7][10]
Prehľad letov[upraviť | upraviť zdroj]
# | Dátum a čas (UTC) | Ciele/priebeh | Doba letu | Max. výška | Preletená horiz. vzdialenosť | Úspešnosť | Zdroje |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1. | 19. apríl 2021 7:30 | Test vzletu, visenia, otáčania okolo osi, snímkovania, pristátia. | 39,1 s | 3 m | 0 m | Úspech | [11] |
2. | 22. apríl 2021 9:33 | Test náklonu, horizontálneho letu, rotácie, návratu nad východiskovú pozíciu. | 51,9 s | 5 m | 4,3 m | Úspech | [12] |
3. | 25. apríl 2021 11:31 | Horizontálny let severne do vzdialenosti 50 m, návrat nad východiskovú pozíciu. | 80 s | 5 m | 100 m | Úspech | [13] |
4. | 29. apríl 2021 14:12 | Horizontálny let južne do vzdialenosti 133 m, prieskum novej pristávacej pozície, snímkovanie, návrat nad východiskovú pozíciu. Prvý pokus 29. apríla neúspešný pre sw. problémy pri vzlete, opakovanie 30. apríla úspešné. | 117 s | 5 m | 266 m | Neúspech | [14] |
30. apríl 2021 14:49 | Úspech | [15] | |||||
5. | 7. máj 2021 19:26 | Prelet na novú pozíciu 129 m južne, vystúpanie do výšky 10 m, pristátie na novej pozícii. Koniec fázy technologickej demonštrácie. | 108 s | 10 m | 129 m | Úspech | [16] |
6.+ | každé 2 – 3 týždne do konca augusta | Bude oznámené | Plán |
Galéria[upraviť | upraviť zdroj]
Pozemný test sekvencie vypúšťania vrtuľníka z roveru na povrch Marsu
(20. marec 2020)Video prvého letu vrtuľníka zaznamenané kamerou roveru
(19. apríl 2021)Anotované video 4. letu vrátane audio stopy, zaznamenané kamerou a mikrofónom roveru
(30. apríl 2021)
Poznámky[upraviť | upraviť zdroj]
Referencie[upraviť | upraviť zdroj]
- ↑ a b c d KONING, Witold J. F.; JOHNSON, Wayne; ALLAN, Brian G.. Generation of Mars Helicopter Rotor Model for Comprehensive Analyses [online]. nasa.gov, 2018, [cit. 2021-04-19]. Dostupné online.
- ↑ VEGA (Program). In: Stratopedia [online]. stratocat.com.ar, [cit. 2021-04-22]. Dostupné online.
- ↑ Mars Helicopter – NASA Mars [online]. mars.nasa.gov, [cit. 2021-04-20]. Dostupné online.
- ↑ NASA Launches Perseverance Rover, Capping Summer of Missions to Mars [online]. nytimes.com, 2020-07-30. Dostupné online.
- ↑ a b c d e f g American Scientist [online]. americanscientist.org, 2020-10-07, [cit. 2021-04-19]. Dostupné online.
- ↑ HOTZ, Robert Lee. NASA’s Ingenuity Mars Helicopter Gets Set for Historic First Flight on Another World [online]. wsj.com, 2021-04-03, [cit. 2021-05-15]. Dostupné online.
- ↑ a b c d e f g h BALARAM, Bob. Mars Helicopter Technology Demonstrator [online]. nasa.gov, 2018, [cit. 2021-04-19]. Dostupné online.
- ↑ Ingenuity Mars Helicopter Landing Press Kit [online]. nasa.gov, 2021, [cit. 2021-04-19]. Dostupné online.
- ↑ ACKERMAN, Evan. How NASA Designed a Helicopter That Could Fly Autonomously on Mars. IEEE Spectrum (IEEE), 2021-02-17. Dostupné online [cit. 2021-05-15].
- ↑ a b Darkcrizt. NASA representatives released details of Ingenuity [online]. blog.desdelinux.net, 2021-02-25, [cit. 2021-05-15]. Dostupné online.
- ↑ STRICKLAND, Ashley. NASA's Mars helicopter Ingenuity successfully completed its historic first flight [online]. edition.cnn.com, 2021-04-19, [cit. 2021-04-19]. Dostupné online.
- ↑ NASA's Ingenuity Mars Helicopter Logs Second Successful Flight [online]. NASA, 2021-04-22, [cit. 2021-04-22]. Dostupné online.
- ↑ NASA’s Ingenuity Mars Helicopter Flies Faster, Farther on Third Flight [online]. jpl.nasa.gov, 2021-04-25, [cit. 2021-05-15]. Dostupné online.
- ↑ Mars helicopter Ingenuity misses takeoff for 4th flight on Red Planet [online]. space.com, 2021-04-29, [cit. 2021-05-15]. Dostupné online.
- ↑ Ingenuity Completes Its Fourth Flight [online]. mars.nasa.gov, 2021-04-30, [cit. 2021-05-15]. Dostupné online.
- ↑ NASA's Mars helicopter Ingenuity lands at new airfield after 5th flight [online]. space.com, 2021-05-08, [cit. 2021-05-15]. Dostupné online.
Pozri aj[upraviť | upraviť zdroj]
Iné projekty[upraviť | upraviť zdroj]
Commons ponúka multimediálne súbory na tému Ingenuity
Externé odkazy[upraviť | upraviť zdroj]
- Oficiálna stránka (po anglicky)