Вертолет NASA Ingenuity Mars разбился в начале этого года, когда его навигационная система запуталась в безлюдной местности, над которой он пролетал, заключили инженеры проекта.
Руководители проекта марсианского вертолета Ingenuity в Лаборатории реактивного движения представили результаты того, что они назвали «первым расследованием авиакатастрофы в другом мире», на ежегодном собрании Американского геофизического союза здесь 11 декабря, объяснив, что, по их мнению, произошло во время 72-го и последнего полета Ingenuity в январе.
«Первопричиной этого стало ухудшение навигации из-за визуальной нечеткости местности, возможно, в сочетании с высокими местными уклонами», — сказал Ховард Грип, шеф-пилот первой половины миссии Ingenuity в JPL.
Вертолет использовал камеру, направленную вниз, для отслеживания особенностей поверхности, и этот подход хорошо работал на протяжении большей части миссии, когда вертолет пролетал над местностью с большим количеством камней и других особенностей. Однако к моменту крушения Ingenuity достиг области песчаной ряби, где навигационная система могла зафиксировать лишь несколько объектов.
По словам Трэвиса Брауна, главного инженера и руководителя группы Ingenuity, во время полета 70 навигационная система «начала испытывать трудности», но все еще оставалась в пределах опыта прошлых полетов. «Однако на 71-м рейсе проблемы с навигацией стали причиной аварийной посадки».
Во время полета 71 Ingenuity приземлился с горизонтальной скоростью около 2,5 метра в секунду, что в пять раз больше, чем предусмотрено проектом, но вертолет, похоже, не пострадал. «Мы видим признаки того, что вертолет отскочил и пробороздил поверхность», — сказал Грип.
По его словам, похожее произошло и с рейсом 72, который выполнялся в режиме «всплытия», чтобы диспетчеры могли сориентироваться после аварийной посадки предыдущего рейса. «Мы видим признаки того, что вертолет подпрыгивал, бороздил песок и выбрасывал песок из шасси. Из этого мы можем сделать вывод, что и в полете 72 была жесткая посадка с высокой боковой скоростью».
Вскоре после этого финального полета представители проекта предположили, что во время жесткой посадки роторы соприкоснулись с поверхностью, что привело к их поломке. Теперь они уже не верят, что это было именно так.
По словам Грипа, вместо этого лопасти были повреждены изгибающими нагрузками при посадке. Все четыре лопасти получили одинаковые повреждения, отломившись примерно на треть пути от кончика. «Это говорит о том, что все они были подвержены одинаковым нагрузкам и сломались в слабой структурной точке лопасти», — сказал он. Этот вывод подтверждается структурным анализом лопастей.
Этот анализ был основан на ограниченных телеметрических данных и изображениях, полученных от Ingenuity. «У нас недостаточно информации, чтобы понять некоторые детали последовательности событий в момент посадки», — сказал он, отметив, что усталость со временем или незамеченные повреждения, полученные во время предыдущего полета, могли сыграть свою роль, вызвав поломку лопастей ротора непосредственно перед посадкой, а не после приземления.
По результатам расследования было дано несколько рекомендаций, таких как улучшение навигационных систем для работы с местностью с небольшими особенностями и более надежная обработка телеметрии в случае обнаружения аномалий.
Эти рекомендации и другие наработки Ingenuity будут использованы в будущих вертолетах для полетов на Марс. На брифинге Тедди Тзанетос, руководитель проекта Ingenuity, рассказал об одном из концептов под названием Mars Chopper. В то время как Ingenuity весит менее двух килограммов, Mars Chopper будет гораздо больше, с шестью наборами роторов.
Он мог бы нести пять килограммов полезной нагрузки и пролетать три километра за марсианский день, преодолевая местность гораздо быстрее, чем марсоходы. «Примерно за неделю вы сможете преодолеть расстояние, которое проехал Perseverance», — сказал он. «Это действительно меняет ситуацию, когда речь идет об исследованиях и открытиях».
Официальные лица подчеркнули, что Mars Chopper — это концепт, и нет никаких твердых планов по его разработке для будущей миссии на Марс. «Это концепция, призванная показать возможность того, что может быть — и, очевидно, мы надеемся, что будет — реализовано в будущем», — сказал Грип.
Ingenuity, несмотря на жесткую посадку, продолжает жить. «Ingenuity, за исключением роторной системы, все еще жива и здорова», — сказал Тзанетос. «Даже после жесткой посадки рейса 72 авионика, аккумулятор, датчики были исправны». Сейчас вертолет выполняет функции метеостанции, ежедневно собирая данные. В зависимости от объема доступной флэш-памяти он может проработать в этой роли до 20 лет.
Вертолет продолжает периодически поддерживать связь с Perseverance, который передает данные на Землю, даже несмотря на то, что ровер удалился более чем на три километра. «Это гораздо дальше, чем мы предполагали, что сможем поддерживать радиосвязь», — сказал Браун.
Однако он добавил, что в скором времени ровер должен пройти над участком местности, который выведет его из зоны прямой видимости с Ingenuity и прервет связь. «Вполне вероятно, что в течение следующего месяца мы потеряем связь навсегда, — сказал он, — или до тех пор, пока не прибудем на место».
