Ingenuity’s hoofdpiloot vertelt over de ups en downs van de helikopter
NASA’s Ingenuity-helikopter (foto) zit in de Jezero-krater van Mars een dag nadat hij op 7 april 2021 voor het eerst zijn rotorbladen heeft ontgrendeld. Nu, op de eerste verjaardag van zijn eerste vlucht, heeft Ingenuity 25 keer gevlogen en zijn er meer uitstapjes in de maak. toekomst.
Een jaar geleden maakte Ingenuity zijn eerste vlucht op Mars. En zijn verhaal sindsdien is dat van een echte kleine helikopter die dat zou kunnen.
Ingenuity reisde naar de Rode Planeet, bevestigd aan de buik van NASA’s Perseverance-rover, en beide kwamen afgelopen februari aan in de Jezero-krater (SN: 17-2-21). Ongeveer zes weken later begon de helikopter met wat bedoeld was als een technologiedemonstratie van 30 dagen om te zien of vliegen mogelijk is in de dunne atmosfeer van Mars.
Het bewees dat het kon vliegen – en nog wat (SN: 19-04-21). In de volgende paar weken nam Ingenuity nog vier vluchten, telkens een beetje verder, een beetje sneller en een beetje hoger. Na die eerste testvluchten veranderde de missie van Ingenuity van een technologiedemonstratie in operaties, waarbij Perseverance het oppervlak kon doorkruisen door het terrein voor hen te verkennen (SN: 4/30/21; SN: 12/10/21).
Voordat de helikopter arriveerde, hadden wetenschappers twee perspectieven op Mars. “We hebben foto’s gemaakt vanuit een baan rond Mars, en dan hebben we foto’s gemaakt door rovers die op de grond rijden”, zegt planetaire wetenschapper Kirsten Siebach van Rice University in Houston, die geen deel uitmaakt van het Ingenuity-team. “Maar nu heeft dit een geheel nieuw perspectief op Mars geopend.”
Vindingrijkheid heeft alle verwachtingen overtroffen. Het heeft niet alleen aangetoond dat vliegen mogelijk is, maar ook wat mogelijk is met vliegen. Wetenschapsnieuws besprak de grote momenten van de helikopter, de samenwerking met de rover en de komende vluchten met Håvard Fjær Grip. Hij is de hoofdpiloot van Ingenuity en een ingenieur bij NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië. Zijn antwoorden zijn bewerkt voor lengte en duidelijkheid.
SN: Wat doet de “hoofdpiloot” van een helikopter op een andere planeet?
greep: Het grootste deel van het werk is het plannen van de vluchten. Vindingrijkheid weet niet waar het is of waar het heen wil als het wakker wordt, dus al die beslissingen worden hier genomen [on Earth]. Elke manoeuvre die de helikopter tijdens de vlucht maakt, wordt eerst hier op de grond gepland, waarna we de instructies uplinken naar Ingenuity. Als het tijd is om te vliegen, gebruikt het zijn software aan boord om onze instructies zo nauwkeurig mogelijk op te volgen.
SN: Vindingrijkheid heeft 25 vluchten voltooid. Kun je vertellen hoe het de verwachtingen heeft overtroffen?
greep: Het is best geweldig. We kwamen daar aan in de verwachting om binnen 30 dagen maximaal vijf vluchten uit te voeren. En dat alles zou gebeuren in een klein gebied dat we zorgvuldig hadden uitgekozen. We waren weken bezig om uit te zoeken waar we de helikopter precies moesten plaatsen, en bestudeerden deze kleine steentjes. Alles was in kaart gebracht. En toen ging het zo goed toen we begonnen te vliegen dat bijna onmiddellijk mensen begonnen te denken: “Wauw, laten we proberen hier gebruik van te maken buiten die vijf vluchten.”
We begonnen aan deze volgende fase waarin we, om überhaupt nuttig te zijn, weg moesten vliegen uit dit zorgvuldig geselecteerde gebied. Daar ben ik echt trots op. We hebben deze technologie, die voor deze zeer beperkte missie is ontworpen, kunnen gebruiken om deze uit te breiden om op verschillende plaatsen op Mars te landen en over terreinen te reizen die we oorspronkelijk nooit hadden gepland.
Het duurt nu meer dan een jaar sinds we het naar de oppervlakte hebben gebracht. Ik denk niet dat iemand van ons had gedacht dat dat mogelijk zou zijn.
SN: Zijn er specifieke vluchten geweest die u zijn bijgebleven?
greep: Uiteraard de eerste vlucht. Dat was de belangrijkste vlucht; het is nog steeds. We hadden een meer uitdagende [time on] vlucht zes. Het werd spannend, want we hadden een anomalie tijdens de vlucht. [A glitch led to navigation images being marked with the wrong time stamps, which caused Ingenuity to sway back and forth during its flight.] Vindingrijkheid moest daar doorheen komen en overleven en heelhuids op de grond komen.
We hebben een aantal vluchten gehad die gewijd waren aan scoutingactiviteiten. We gingen naar een gebied waar de rover enkele maanden zou doorbrengen, en we gingen voor de rover uit en verkenden [it] uit, zodat de bestuurders van de rover efficiënter kunnen zijn in het vinden van veilige manieren om te rijden. Dat waren vluchten 12 en 13. Sommige van deze langere vluchten waren spannend. Vlucht nr. 9 was tot een paar dagen geleden het grootste dat we ooit hadden gedaan, op… [a distance of] 625 meter. En met vlucht 25 klopten we dat net en vlogen we meer dan 700 meter.
SN: Er was onlangs een vlucht die moest worden uitgesteld vanwege een stofstorm, toch?
greep: Dat is correct. Dat was vlucht nr. 19. Met vliegen, of het nu op Mars is of hier op aarde, maak je je zorgen over het weer. We kijken altijd naar het weer voordat we gaan vliegen. En elke keer dat we dat hebben gedaan [on Mars], het was min of meer hetzelfde geweest. De middag voordat we vlucht 19 zouden openen, kregen we te horen dat we een stofstorm hadden. Dat heeft ons behoorlijk wat vertraging opgelopen. Toen we daaruit wakker werden, hadden we stof op onze navigatiecameralens en zand bedekte onze benen gedeeltelijk. Daar moesten we uitvliegen, en het was een nieuwe uitdaging voor de helikopter, maar nogmaals, hij pakte dat perfect aan.
SN: Vindingrijkheid heeft twee seizoenen op Mars gevlogen. Naarmate de seizoenen veranderen, verandert ook de luchtdruk. Heeft dat gevolgen voor de helikopter?
greep: Ja, dat is nogal wat. We wisten een aantal jaren voor de lancering precies wanneer we zouden landen en waar we zouden landen. Ons ontwerp was gericht op de eerste maanden na de landing, en dat viel samen met een bepaald seizoen [spring] in de Jezero-krater op Mars. We konden [ahead of launch] redelijk goed voorspellen wat de luchtdichtheid zou zijn. En toen we verlengden [the mission] daarna begon de luchtdichtheid te dalen. Om te kunnen blijven vliegen, moesten we onze rotorsnelheid verhogen. We hebben het zelfs verhoogd boven alles wat we op aarde hebben getest. Nu we uit de zomer komen, is de dichtheid weer begonnen te stijgen en zijn we in staat geweest om terug te gaan naar onze oorspronkelijke rotorsnelheid en ook onze vliegtijd te verlengen.
SN: Wat volgt? Staan er binnenkort grote vluchten gepland?
greep: We gaan op weg naar de rivierdelta waar Perseverance op afstevent. We hebben zojuist het grootste obstakel daarvoor genomen, vlucht 25, die door de regio Séítah ging, die veel zand en gevarieerd terrein heeft. En als we bij de rivierdelta komen, liggen er een paar verschillende opties op tafel: om de chauffeurs van de rover te helpen, om doelen te scouten, of mogelijk zelfs om wat scouting te doen namens de volgende Mars-missie. Doorzettingsvermogen is het eerste onderdeel van een voorbeeld retouractie. Het is nu aan het samplen. En die monsters zullen aan de oppervlakte blijven en uiteindelijk worden opgepikt – dat is hoe dan ook het plan – en teruggestuurd naar de aarde.
SN: Wat betekent vindingrijkheid voor toekomstige verkenningen?
greep: Dit is een nieuw tijdperk. Luchtvaart in de ruimte is nu een ding. We kunnen niet denken aan Mars-exploratie zonder luchtactiva als onderdeel daarvan. Dat vind ik het spannendste.
