Der Ingenuity-Hubschrauber der NASA ist sicher gelandet, nachdem er bei seinem sechsten Flug auf dem Mars wackelte, Leistungsspitzen erlitten und Geschwindigkeitsschwankungen ausgehalten hatte, sagten Beamte am Mittwoch.
Der Hubschrauber startete am 22. Mai zu seinem sechsten automatisierten Flug und absolvierte die erste Etappe einer geplanten 705-Fuß-Exkursion (215 Meter) ohne Probleme. Laut Håvard Grip, dem Chefpiloten des Hubschraubers am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Kalifornien.
Einfallsreichtum überwand den Fehler, den die Ingenieure auf einen Teil des Navigationssystems des Hubschraubers zurückführten. Der Hubschrauber hinkte durch den Rest seines Fluges und landete sicher etwa 16 Meter von seinem geplanten Aufsetzort entfernt, teilte die NASA mit.
Der 1.6 Zentimeter hohe Drehflügler, der im Februar vom Perseverance-Rover der NASA zum Mars geliefert wurde, absolvierte am 49. April den ersten Flug in der Atmosphäre eines anderen Planeten. Seitdem ist Ingenuity vier weitere Male geflogen und hat höhere Flughöhen erreicht. mit höheren Geschwindigkeiten fahren und bei jedem Start längere Strecken zurücklegen.
Die NASA sagte, ein Fehler im Navigationssystem des Hubschraubers habe dazu geführt, dass Ingenuity letzte Woche etwa 54 Sekunden in einen geplanten 140-Sekunden-Flug schwankte.
Der Hubschrauber navigiert mit einer Trägheitsmesseinheit, die die Beschleunigungen und Drehraten des Fahrzeugs misst. Die Daten helfen Ingenuity dabei, zu bestimmen, wo es sich befindet, wie schnell es sich bewegt und welche Ausrichtung es im Flug hat. Aber die Messeinheit ist im Laufe der Zeit fehleranfällig.
Ingenuity verwendet eine nach unten gerichtete Navigationskamera, um seine Flugbahn relativ zu Merkmalen wie Felsen und Sandkräuselungen auf der Marsoberfläche zu verfolgen. Die Kamera nimmt 30 Mal pro Sekunde Bilder auf, und jedes Bild wird mit einem Zeitstempel für das Navigationssystem des Hubschraubers geliefert, um Bildserien zu vergleichen, um die Bewegung des Drehflüglers abzuschätzen.
„Ungefähr 54 Sekunden nach dem Flug trat ein Fehler in der Pipeline der Bilder auf, die von der Navigationskamera geliefert wurden“, Grip schrieb in einem Beitrag auf der NASA-Website. „Dieser Fehler führte dazu, dass ein einzelnes Bild verloren ging, aber was noch wichtiger war, dass alle späteren Navigationsbilder mit ungenauen Zeitstempeln geliefert wurden.
„Von diesem Zeitpunkt an operierte der Navigationsalgorithmus jedes Mal, wenn er eine Korrektur basierend auf einem Navigationsbild durchführte, auf der Grundlage falscher Informationen darüber, wann das Bild aufgenommen wurde“, schrieb Grip. „Die daraus resultierenden Inkonsistenzen verschlechterten die zum Fliegen des Hubschraubers verwendeten Informationen erheblich, was dazu führte, dass Schätzungen ständig „korrigiert“ wurden, um Phantomfehler zu berücksichtigen. Es folgten große Schwingungen.“
Das von der NASA veröffentlichte Video unten zeigt die letzten 29 Sekunden des Fluges vom 22. Mai. Der Hubschrauber ist so konzipiert, dass er die Bilder der Navigationskamera während der Landung ignoriert und stattdessen einen geraden Abstieg zurück zur Marsoberfläche durchführt.
Die Leistung des Helikopters war bis zum sechsten Flug letzte Woche perfekt gewesen. Grip, der die Entwicklung des Flugsteuerungssystems von Ingenuity leitete, schrieb, dass das Problem beim sechsten Flug den Ingenieuren wertvolle Daten über die Designgrenzen des Hubschraubers liefert.
„Flug sechs endete mit Ingenuity sicher am Boden, weil eine Reihe von Subsystemen – das Rotorsystem, die Aktuatoren und das Antriebssystem – auf die gestiegenen Anforderungen reagierten, um den Hubschrauber am Fliegen zu halten“, schrieb Grip. „Ingenuity hat sich im wahrsten Sinne des Wortes durch die Situation gekämpft, und während der Flug eine Timing-Schwachstelle aufgedeckt hat, die jetzt behoben werden muss, hat er auch die Robustheit des Systems in mehrfacher Hinsicht bestätigt.“
Angetrieben von 4 Fuß (1.2 Meter) gegenläufig rotierenden Rotorblättern setzte Ingenuity seinen Flug trotz des Navigationsfehlers fort. Das Ziel des Fluges am 22. Mai war es, die Luftbildfähigkeiten des Hubschraubers zu demonstrieren, während er länger in der Luft blieb und sich mit höheren Geschwindigkeiten als bei früheren Flügen bewegte.
Die Höchstgeschwindigkeit für den Flug am 22. Mai wurde auf 9 mph (4 Meter pro Sekunde) angestrebt, als der Hubschrauber zu einer neuen Operationsbasis oder einem "Flugplatz" an einem Ort flog, der zuvor nicht von Ingenuity oder dem Perseverance-Rover erkundet wurde.
Beharrlichkeit hat den Hubschrauber während des Fluges am 22. Mai nicht abgebildet, der Ingenuitys erster Ausflug einer erweiterten Missionsphase war, die die Nützlichkeit des Drehflüglers bei der Luftaufklärung und -erforschung demonstrieren sollte. Die ersten fünf Flüge des Hubschraubers konzentrierten sich darauf, das Design des Flugzeugs zu demonstrieren und zu beweisen, dass ein Drehflügler sicher auf einer anderen Welt starten und landen kann.
Die Marsatmosphäre hat auf Meereshöhe weniger als 1% der Dichte der Erde, und die Rover von Ingenuity müssen sich mit etwa 2,500 U/min drehen, um Auftrieb in der dünnen Luft zu erzeugen.
Die NASA fügte das 85-Millionen-Dollar-Mars-Hubschraubertechnologie-Experiment der 2.7-Milliarden-Dollar-Rover-Mission Perseverance hinzu, deren Hauptziel die Identifizierung, Sammlung und Versiegelung von Marsgesteinsproben für die Rückkehr zur Erde durch zukünftige Raumfahrzeuge ist. Nachdem die erste Phase der Tech-Demo des Ingenuity-Hubschraubers abgeschlossen ist, bereitet sich Perseverance nun auf seine eigene wissenschaftliche Mission vor.
Der Rover dient weiterhin als Kommunikationsrelaisstation zwischen Ingenuity und Bodenteams auf der Erde.
Der Flug des Ingenuity-Hubschraubers am 22. Mai begann mit einem Aufstieg auf eine Höhe von 33 Metern, bevor er für etwa 10 Meter nach Südwesten flog. Die nächste Bewegung bestand darin, 492 Meter nach Süden zu verschieben, während eine seitlich gerichtete Farbkamera Bilder in Richtung des westlichen Horizonts aufnahm. Der Hubschrauber sollte dann weitere 150 Meter nach Nordosten fliegen und auf seinem neuen Flugplatz landen, einer Region, die in Orbitalbildern relativ flach und frei von großen Oberflächengefahren ist.
Am Ende landete der Hubschrauber trotz des Navigationsfehlers nur 16 Fuß von seinem beabsichtigten Standort entfernt, sagte die NASA.
"Obwohl wir einen so stressigen Flug nicht absichtlich geplant haben, verfügt die NASA jetzt über Flugdaten, die die äußeren Bereiche des Leistungsbereichs des Hubschraubers untersuchen", schrieb Grip. „Diese Daten werden in der kommenden Zeit sorgfältig analysiert und unser Wissensreservoir über das Fliegen von Hubschraubern auf dem Mars erweitert.“
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Quelle: https://spaceflightnow.com/2021/05/27/mars-helicopter-muscles-through-navigation-glitch-on-sixth-flight/
