Ingenuity lensi toisen kerran

Marsiin laskeutunut Perseverance kulkija vei mukanaan pienen helikopterin, Ingenuity:n. Sen ensilento tehtiin 19.4. ja tämä toinen lento tehtiin eilen (23.4.) iltapäivällä Suomen aikaa. Molemmat lennot olivat onnistuneita ja suunnitelman mukaisia. 

Kuvat otettiin Preseverance:n Mastcam-Z kameralle lentotestin aikana 22.4. iltapäivällä Suomen aikaa. Kuva NASA/JPL.

Ensimmäisen lennon kesto oli 39,1 sekuntia ja korkeus noin 3 metriä. Tämän lennon tarkoitus oli testata sitä, olisiko Marsin ohuessa ilmakehässä ylipäätään lentää tämän tyyppisellä laitteistolla. Lentämistä Marsin olosuhteissa oli testattu Maassa testikammiossa, jossa se oli onnistunut, mutta todellinen lento hieman arvaamattomissa ja hallitsemattomissa olosuhteissa on aina vaikeampaa kuin testitilanteessa.

Ensimmäisen lennon onnistumisen jälkeen vuorossa on sarja testilentoja, joilla jokaisella on määrä tehdä joitain uusia tehtäviä. Eilen tehty toisen lennon korkeus oli suurempi, 5 metriä ja lennon kesto 51,9 sekuntia. Lisäksi kopteria siirrettiin jonkin matkaa sivusuunnassa ja käänteli kameraansa eri suuntiin. Tämän jälkeen se palautettiin lähtöpisteeseen ”lentokentän” keskustaan. Yksin kertainen lentosuunnitelma, mutta sen toteuttaminen autonomisesti Marsin olosuhteissa on ollut teknisesti todella vaativa suoritus.

Jatkoa seuraa muutaman päivänä välein. Tulevilla lennoilla Ingenuity siirtyy aina vain pitempiä matkoja ja lentokorkeutta lisätään. Lentoja on suunniteltu tehtävän vähintään viisi, jos laitteisto pysyy toimintakuntoisena. Odotettavissa on myös lento, jossa helikopteri lentää tuulta vasten. Ilmeisesti viimeisen toteuttavan lennon tarkoitus on lentää niin kauas Perseverance:n läheisyydestä kuin mahdollista radioyhteyden säilyessä.

Lentojen päätyttyä, Preseverance on vasta aloittamassa omaa tutkimusohjelmaansa. Sen tarkoitus on koota yli neljäkymmentä näytettä Marsin kivi- ja maaperästä sekä sulkea ne kapseleihin. Näytteet kootaan yhteen paikaan ja seuraava NASAn ja ESAn yhteistehtävä on tuoda ne maapallolle tutkimuksia varten

Vaikka helikopterilennot eivät ole Perseverance:n tutkimustehtävän tärkeimpiä, ne antavat tutkijoille ja insinööreille arvokkaan kokemuksen Marsin olosuhteissa lentämisestä. Lentolaite pääsee paljon helpommin sellaisille alueille, jonne kulkijalla ei ole mitään asiaa. Lisäksi lentäminen sujuu paljon nopeammin ja havaintoja voidaan tehdä paljon laajemmin kuin mitä pinnalla kulkien olisi mahdollista. Tulevaisuudessa varmaankin nähdään helikopterien olevan erittäin tärkeässä roolissa tulevaisuuden Marsin tutkimusmatkoja (ja muidenkin kohteiden) suunniteltaessa ja toteutettaessa. 

Alla video lennosta. 

 

Crew-2 lähdössä Kansainväliselle avaruusasemalle

Perjantaina, 23. 4. 2021, kello 12.49 Suomen aikaa NASAn Kennedyn avaruuskeskuksen laukaisualustalta LC-39A on tarkoitus laukaista Falcon 9 kantoraketti ja sen hyötykuormana oleva Dragon miehistöalus. 

Crew-2 lentoa valmistellaan Kennedyn avaruuskeskuksessa. Kuva SpaceX.

 Lento on miehitetty ja Crew-2 miehistönä ovat NASAn astronautit Shane Kimbrough ja Megan McArthur, Japanin Aerospace Exploration Agency (JAXA) -astronautti Akihiko Hoshide ja Euroopan avaruusjärjestön (ESA) astronautti Thomas Pesquet.

Telakoituminen ISS:ään on suunniteltu tapahtuvaksi lauantaina 24. huhtikuuta kello 12.09 Suomen aikaa. Crew-2 miehistön on määrä palata aikaisintaan lokakuun 31. päivänä Maahan. Jos laukaisuun jostakin syystä, esimerkiksi huonon sään vuoksi, ei päästä. Seuraava laukaisuikkuna avautuu maanantaina 26. huhtikuuta kello 11.48 Suomen aikaa.

Crew-2 korvaa asemalla marraskuusta 2020 työskennelleen Crew-1 miehistön. Miehistössä ovat NASAn astronautit Michael Hopkins, Victor Glover, ja Shannon Walker, sekä Japanin Aerospace Exploration Agency (JAXA) astronautti Soichi Noguchi.

Crew-1 alus irrotetaan avaruusasemasta suunnitelmien mukaan keskiviikkona 28. huhtikuuta kello 15.09 Suomen aikaa ja laskeutuminen tapahtuu noin kello 21.40 Suomen aikaa.

Mars-helikopterin uusi yritys tänään

NASA ilmoitti mars-helikopterin uudesta aikataulusta. Sen mukaan ensilentoa yritetään tänään maanantaina 19.4. kello 10.30 Suomen aikaa. Jos lento onnistuu, niin NASA saa lentotiedot muutama tunti myöhemmin ja NASA-TV lähettää ohjelmaa aiheesta kello 13,15 alkaen.

Aikaisempi lentoyritys 9. huhtikuuta jouduttiin perumaan, kun lennon esivalmistelujen aikana todettiin häiriö laitteistossa. NASAn tiedotteessa ei kerrottu tehdyistä korjaustoimista sen paremmin. Aikaisemmin puhuttiin ohjelmiston päivittämisestä, joka tehtiin viime viikolla ja testitulokset näyttävät siltä, että lento on mahdollinen tänään.

 

Ingenuity:n lento siirretty

NASAn marsluotaimen mukana kuljetettu helikopteri, Ingenuity, oli määrä tehdä ensilentonsa varhain Suomen aikaa ensiyönä. Nyt lentoa on siirretty keskiviikon ja torstain väliselle yölle, sillä lentoa edeltävän roottorien pyörittämisessä ilmeni ongelmia. 

Marskopteri Ingenuity odottelee lähtökomentoa. Kuva NASA/JPL.

Pyörityskokeen aikana, tietokoneen ”vahtikoira” (”watchdog”), joka valvoo tehtävien suorittamista toimien ajastimena, keskeytti ohjelman suorittamisen ja antoi hälytyksen. Tarkkaa syytä ohjelman keskeyttämiseen ei vielä ole tiedossa, mutta NASA arvio testilennon olevan mahdollinen parin vuorokauden kuluttua, kun ongelma selviää ja mahdollinen vika on saatu korjattua. NASAn mukaan helikopteri on täysin kunnossa ja valmiina lentoon.

Ensimmäinen helikopterilento Marsissa on alkamassa

NASA:n Ingenuity (Kekseliäisyys) helikopteri on varhain maanantaiaamuna tekemästä ihmiskunnan ensimmäistä yritystä lentää toisella planeetalla. Jos kaikki etenee suunnitellusti, 1,8 kg massainen helikopterin odotetaan nousevan Marsin Jezeron kraatterista 11.4. kello 12.30 paikallista Marsin aurinkoaikaa (12.4. kello 5.54 Suomen kesäaikaa), leijuen 3 metrin korkeudessa 30 sekunnin ajan. NASA:n Etelä-Kalifornian suihkumoottorilaboratorion (JPL) tehtävienvalvonta-asiantuntijat odottavat saavansa ensimmäiset tiedot ensimmäisestä lentoyrityksestä noin kello 11:15 Suomen aikaa.

Ingenuity muutama vuorokausia sitteen Marsin pinnalla ja valmina ensimmäiseen lentoonsa. Kuva NASA/JPL.

Mars-helikopteri on korkean riskin ja korkean palkkion tekninen demonstraatio. Jos yritys epäonnistuu, se ei vaikuttaisi mitenkään NASA:n Perseverance mars-operaation tiedeohjelmaan.

Hallitusti lentäminen Marsissa on paljon vaikeampi kuin lentäminen maapallolla. Vaikka Marsin gravitaation kiihtyvyys on noin kolmasosa maapallon painovoimasta, helikopterin on lennettävä ilmakehässä, jonka tiheys on vain 1% maapallo ilmakehän tiheydestä. Jos tämä onnistuu, insinöörit saavat arvokkaita lentotietoja vertailua varten täällä Maan päällä suoritettuihin mallinnuksiin, simulaatioihin ja testeihin. NASA saa myös ensimmäisen käytännön kokemuksen roottorialuksen käytöstä etänä Marsilla. Nämä tiedot ovat korvaamattomia mahdollisille tuleville mars-tehtäville.

Kuvasarja helikopterin roottorin pyörityskokeesta. Kuva NASA/JPL.

Ensimmäisen lennon anatomia

Helikopterin lento täytyy suorittua täysin itsenäisesti. Tämä johtuu lähinnä siitä, että radiosignaaleilla kestää 15 minuuttia 27 sekuntia Marsin ja Maan välisen 278 miljoonan kilometrin välisen etäisyyden kulkemiseen.

Perseverance on siirretty noin 65 metrin etäisyyteen helikopterista. Ennen lentoa NASA on lähettänyt tietokoneohjelman Marsiin, jonka ohjaaman lento suoritetaan. Ennen lentoyritystä helikopterin tietokone tekee monia tarkistuksia mm roottorisiipien pyöritystestin, jollainen tehtiin ensimmäisen kerran jo kolme Marsin vuorokautta sitten (8.4.).

Jos opastus-, navigointi- ja ohjausjärjestelmiä käyttävät algoritmit pitävät testituloksia hyväksyttävinä, ne käynnistävät inertiamittausyksikön (elektroninen laite, joka mittaa ajoneuvon suuntaa ja pyörimistä) ja kaltevuusmittarin (joka mittaa kaltevuutta). Jos kaikki onnistuu, helikopteri säätää uudelleen roottorin kallistusta konfiguroimalla ne siten, että ne eivät tuota nostovoimaa pyörimisen alkuvaiheessa.

Roottorin siipien kiihdytys kestää noin 12 sekuntia nopeudesta 0 - 2 537 rpm, mikä on optimaalinen nopeus ensimmäiselle lennolle. Viimeisen järjestelmätarkistuksen jälkeen roottorin siipien nousukulmaa muutetaan jälleen - tällä kertaa siten, että nousu on mahdollinen. Hetkiä myöhemmin ensimmäinen kokeellinen lentotesti toisella planeetalla alkaa.

Jos helikopterin nousu onnistuu, siltä kuluu noin 6 sekuntia nousta 3 metrin korkeuteen, jossa sen on tarkoitus leijua noin 30 sekuntia.

Helikopterin navigointikamera ja laserkorkeusmittari syöttävät tietoja liikkuessaan navigointitietokoneeseen varmistaakseen, että kekseliäisyys pysyy paitsi tasaisena myös keskellä 10 × 10 metrin ”lentokenttää”, joka oli valittu tasaisuuden ja esteiden puutteen vuoksi sopivaksi ensimmäisen lennon suorituspaikaksi.

Kun leijuntakoe on onnistunut, helikopteri laskeutuu Jezeron kraatterin pinnalle lähettääkseen tietoja takaisin maapallolle Preseverancen kautta vahvistaen onnistuneen lennon.

Ingenuityn lennosta odotetaan saatavan kuvia Perseverancen Navcam- ja Mastcam-Z-kameroiden avulla, ja niiden odotetaan saapuvan viimeistään maanantaina. Helikopteri dokumentoi myös lennon perspektiivistään, ja seuraavaan aamuun on mahdollisesti saatavana värillinen kuva ja useita pieniresoluutioisia mustavalkoisia navigointikuvia.