0

Szósty lot marsjańskiego helikoptera mógł zakończyć się katastrofą

Marsjański helikopter Ingenuity to niekwestionowana międzyplanetarna gwiazda, której kolejne loty śledzone są z zapartym tchem przez wszystkie osoby fascynujące się astronomią i podbojem kosmosu. Pojazd, który stanie się wzorem dla całej rodziny pojazdów tego typu, właśnie zaliczył swój szósty lot. Tym razem jednak nie wszystko poszło tak, jak jego twórcy zakładali.

Ingenuity wpadł w czasie lotu w niebezpieczne kołysanie, które mogło skończyć się dla niego katastrofą. Informacje na temat tego zdarzenia, udostępnione właśnie przez NASA pokazują, jak wiele rzeczy muszą przewidzieć konstruktorzy eksperymentalnych urządzeń, pracujących miliony kilometrów od domu.

Misja nr 6

Szósty lot Ingenuity odbył się w czasie trwania 91 sola (marsjańskiego dnia) misji Mars 2020 Perseverance. Jak w każdej kolejnej próbie helikopter dostał bardziej skomplikowane zadanie niż poprzednio. Plan zakładał wzniesienie się na wysokość 10 metrów, 150-metrowy lot w kierunku północno-zachodnim, zmianę kierunku i pokonanie kolejnych 15 m wykonując zdjęcia terenu. Następnie maszyna miała dokonać następnego zwrotu i po 50 metrach wylądować na kolejnym, trzecim już „lądowisku”.

Jak wykazały dane telemetryczne otrzymane przez NASA, tym razem helikopter dotknęły poważne problemy, wynikające z błędów systemu kierowania i nawigacji. Spowodowały one, że po pierwszym etapie lotu Ingenuity zaczął się niebezpiecznie wychylać w przód i tył oraz zmieniać prędkość. Te „manewry” spowodowały również znacznie większe zużycie energii niż standardowe. Nerwowe zachowanie drona utrzymało się do końca lotu, a lądowanie, na szczęście bezpieczne, miało miejsce 5 metrów od wyznaczonego pierwotnie miejsca.

Błąd transmisji

NASA udostępniła na swojej stronie ciekawy raport rozkładający na czynniki pierwsze to, co wydarzyło się na Czerwonej Planecie. Winnym problemów okazała się jedna z kamer nawigacyjnych zamontowanych na spodniej części helikoptera. Jest ona używana do korygowania pomiarów pozycji i parametrów lotu Ingenuity dokonywanych przez moduł IMU (inercyjnej jednostki pomiarowej).

Cały proces polega na tym, że wspomniane kamery rejestrują zdjęcia z szybkością 30 fps. Obrazy trafiają do komputera pokładowego, który analizuje, czy przesunięcie obiektów na kolejnych zdjęciach zgadza się z tym, co sugerują pomiary głównego modułu. Oba systemy kontrolują się nawzajem i umożliwiają precyzyjne określenie pozycji, prędkości i pułapu.

Tym razem jeden z potoków zdjęć został przerwany, co nie tylko pozostawiło komputerowi mniej danych do analizy, ale co gorsza, spowodowało błędne oznaczenie czasu wykonania zdjęć z kamery jeszcze działającej. Komputer z każdym kolejnym obrazem otrzymywał coraz bardziej przekłamane dane i próbował co chwilę korygować kurs, co doprowadziło do zdestabilizowania lotu.

Margines bezpieczeństwa

Projektując Ingenuity, twórcy przygotowali cały system tak, aby nawet przy całkiem sporych błędach pomiarowych, nie doprowadzić do zbytniego zdestabilizowania maszyny. Założony na podstawie komputerowych symulacji margines bezpieczeństwa na szczęście okazał się wystarczający. Bezpieczne lądowanie umożliwiło z kolei to, że projektując ten manewr uznano, że bardziej bezpieczne będzie zignorowanie obrazów z kamery w ostatniej fazie opadania. To pozwoliło Ingenuity ustabilizować swoją pozycję tuż przez przyziemieniem.

NASA potwierdziła, że helikopter wylądował cały i zdrowy, a test, choć w takiej formie nie planowany, na pewno przyniesie ciekawe dane dotyczące tego, jak reagowały poszczególne elementy helikoptera na znacznie większe niż zakładano obciążenia. Wydaje się, że na kolejny lot będziemy musieli teraz trochę poczekać. NASA z pewnością dokona drobiazgowego przeglądu oprogramowania, naniesie niezbędne poprawki i zaktualizuje zdalnie systemy Ingenuity, podobnie jak to miało miejsce na początku jego misji.

Mam nadzieję, że wszystko pójdzie zgodnie z planem i Ingenuity będzie nas cieszył swoimi lotami jeszcze przez długi czas. Im więcej doświadczeń NASA zbierze przy jego pomocy, tym większe szanse na to, że kolejne helikoptery będą prawdziwymi „gamechangerami” w eksploracji Czerwonej Planety.

Źródło: [1]