NASAは月曜日に火星への最初のテストヘリコプター飛行を予定しています-SpaceflightNow

いくつかの長距離トラブルシューティングの後、NASAのIngenuity Marsヘリコプターは、惑星間空中偵察の新時代への扉を開く可能性のあるデモンストレーションで、月曜日に別の世界への最初の飛行を試みます。

カリフォルニアにあるNASAのジェット推進研究所のエンジニアは、日曜日にIngenuityテスト飛行のコマンドを送信し、月曜日の午前3時31分EDT（0731 GMT）に短いホップで離陸する道を開きました。

地上チームが飛行結果を確認するデータを受け取るまでに約3時間かかります。 信号はヘリコプターから永続的なローバーに跳ね返り、4月3日に火星の表面にドローンを発射し、次に頭上を飛んでいるオービターにデータを送信して地球に送信します。

NASA TVは、月曜日の午前6時15分EDT（1015 GMT）から、JPLオペレーションセンターからの生中継を放送します。当局は、Ingenuityジャンプの結果に関するデータを待っています。 データが流れ始めると、エンジニアは、ヘリコプターが拾い上げて正常に着陸したことを示すアラームシグネチャの信号を分析します。

次に、搭載されているカメラから画像が地球に逆流し始め、テナシティワゴンのカメラが約200フィート（60メートル）の範囲から飛行を監視します。

NASAの関係者は、ドローンが約10フィート（3メートル）で離陸し、そこで一時的にホバリングし、別の方向に信号を送ってから4つの炭素に再び着陸するため、月曜日の完全自動飛行には約40秒かかると予想しています。 ファイバーレッグ。

ヘリコプターの白黒ナビゲーションカメラからの最初の画像は、月曜日のテスト飛行の直後に地球に戻る可能性があります。 その後、車両はスリープ状態になり、カラー画像を送信する前にバッテリーを充電します。

一方、パーサヴィアランスローバーのマストにある高解像度の拡大カメラは、ヘリコプターの静止画像とビデオをキャプチャしようとします。

「私たちは本当に興奮しています」とJPLのIngenuityOperationsの責任者であるTimCanhamは述べています。 「素晴らしい日になるかもしれません。私たちは皆緊張していますが、仕事と時間を費やし、適切な人材が仕事をすることに自信を持っています。」

NASAが期待するほど最初の飛行が成功した場合、Ingenuityは次の週にさらに4回飛行し、来月のテスト飛行キャンペーンを終了する前に、飛行をより大胆に垣間見ることができます。 その後、NASAは、最終的に地球に戻るために火星の岩石のサンプルを見つけて収集するという主要な科学的使命を継続するために、忍耐力を解放したいと考えています。

NASAの惑星科学部門の責任者であるLoriGlazeは、イノベーションヘリコプターを、将来の航空機が火星や他の惑星を探索するための道を開く可能性のある「高リスク、高報酬」の実験であると説明しました。

8000万ドルのIngenuityヘリコプターの質量はわずか1.8キログラムです。 地球上で4ポンド、火星の重力で1.5ポンドの重さがありますが、その軽量ブレードは、海面での地球の密度の1％未満の大気揚力を生成するはずです。

ジェット推進研究所の惑星科学部長であるボビー・ブラウン氏は、ヘリコプターと地球上のその支援チームは、別の世界で「ライト兄弟の瞬間」を生み出そうとすると述べた。

NASAは、最初の別のフライヤーとしてのIngenuityの飛行を認め、ライト兄弟の最初の飛行機であるフライヤーと呼ばれる郵便料金サイズの布を火星のヘリコプターに取り付けました。 1903年12月17日、ノースカロライナ州キティホークでの初飛行中に布が飛行機の翼の1つを覆いました。

1969年のアポロ11号のミッションでは、ライトフライヤー号の別の布と薪が月に飛んでいました。ライト兄弟は飛行機に布と木を使用していましたが、創造性はカーボンファイバーレザーと「エキゾチックメタル」で作られています。 」と、Ingenuity JetPropulsionLaboratoryのチーフエンジニアであるBobPalramは述べています。

NASAの科学責任者であるThomasZurbuchenは、Ingenuityの最初の飛行の試みを、「1903年のアナログによる歴史的な瞬間であり、飛行制御が別の惑星で行われた」と説明しました。

パーサヴィアランスが今月初めにIngenuityヘリコプターを腹から配備して以来、ヘリコプターはソーラーパネルを使用してバッテリーを充電し、火星の寒い夜に暖かく保つことができることを証明しました。 地上チームはまた、50 rpmの低速回転テストのために、エンドツーエンドで約4フィート（1.2メートル）伸びるローターブレードのロックを解除するように命令を送信しました。

しかし、4月9日に高速軌道を回ろうとしたときに、ドローンのローター起動シーケンスが火星の表面まで短くなるという問題がありました。 Ingenuityのスピン防止ブレードの高速回転テストは、当局が最初のヘリコプター飛行に移行する前の最後の出口となるはずでした。 それから4月11日に予定されています。

NASAによると、ヘリコプターがフライトコンピューターを「飛行前」モードから「飛行」モードに切り替えようとしていたため、高速回転テストのコマンドシーケンスは早期に終了しました。 回転試験が完了する前に指揮系統を監視するように設計されたタイマー制御システムにより、ヘリコプターの回転試験が早期に終了します。

JPLのチームは、コマンドシーケンスの問題を解決するために2つの戦術を考案しました。 Ingenuity ProjectManagerのMiMiAung氏によると、1つのアプローチでは、コマンドシーケンスを変更して、ヘリコプターが飛行前モードから飛行モードに移行するタイミングを「変更」する必要があります。

別の解決策は、移動が無効になり、ヘリコプターの初飛行が遅れることです。 そのオプションは、変更されたソフトウェアをIngenuityフライトコンピューターに再インストールし、ヘリコプターで2年近く完全に機能していたコードを置き換えることです。OngはNASAのWebサイトに投稿しました。

変更されたコマンドシーケンスでの飛行経験はより簡単で、金曜日にそれはヘリコプターのローターのほぼ2,500rpmまでの成功した高速スピンテストに合格しました。 テストでは、このソリューションにより、ヘリコプターが飛行モードに切り替わり、85％の試行で離陸できることが示されました。

「月曜日の最初の試行が機能しない場合は、これらのコマンドを再試行できることもわかっています。最初の試行が機能しなくても、次の日の後続の試行が成功する可能性が高くなります」とOng氏は述べています。 「これらの理由から、私たちはこの道をたどることを選びました。」

一方、現場のチームは、Ingenuityソフトウェアを更新するためのバックアップオプションを引き続き追求しています。 新しいソフトウェアはすでにパーサヴィアランスローバーにリンクされており、必要に応じてローバーからヘリコプターへの無線通信リンクを介してコードをIngenuityに送信できます。

「飛行への最初のアプローチがうまくいかない場合、ローバーは新しい飛行制御ソフトウェアをヘリコプターに送ります」とオングは書いています。 「その後、Ingenuityで新しいソフトウェアをアップロードしてテストし、この新しい構成でローターを再テストし、最初の飛行試行のためにリサイクルするために、さらに数日間の準備が必要になります。」

オンは、テスト飛行の試みをミサイル発射と比較しました。

「私たちはそれを機能させるためにできる限りのことをしていますが、クリーンアップして再試行する必要があるかもしれないことも知っています」と彼女は書いています。 「エンジニアリングには常に不確実性がありますが、それが高度なテクノロジーに取り組むことを非常にエキサイティングで有益なものにしているのです。私たちは常に革新し、新しい課題に対するソリューションを開発する必要があります。そして、他の人だけが夢見ていたことを試してみてください。」

オンは次のように書いています。「創造性は技術的な経験です。」 「そういうわけで、私たちの計画は状況を前進させ、実践することで学ぶことです。私たちは他のミッションがとることができないリスクを負い、各ステップを慎重に評価します。」

すべてがうまくいった場合、炭素繊維の羽根は1秒間に約40回回転して、Ingenuityヘリコプターを地面から持ち上げます。 ローターブレード自体の質量はわずか35ゲイン、つまり1オンス強であり、地上のヘリコプターベーンよりも速く回転するはずです。

「ヘリコプターは揚力を発生させて飛行します」とオングは言いました。 「地球上では、これは空気を押すことによって行われるため、ブレードが空気を押してエレベータが生成されます。大気の密度が非常に弱い火星では、ここに比べて約1％ですが、基本的に必要な粒子は少なくなります。押し出されました。つまり、補償する必要があります。…地上よりもはるかに速く回転する必要があります。」

ヘリコプターの非常に軽量で、超高速の制御アルゴリズムと組み合わせて、飛行機の飛行を1秒間に500回調整するには、高度な材料とコンピューティング機能が必要です。

「私たちは15年か20年でそれをすることができませんでした」とアウンは言いました。

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