Инженеры Лаборатории реактивного движения NASA и компании AeroVironment провели первое в истории расследование авиакатастрофы на другой планете. Предметом разбирательства стала авария дрона Ingenuity.
Последний полет Ingenuity
Дрон-вертолет Ingenuity был разработан как демонстратор, призванный доказать возможность полетов в марсианской атмосфере. Он был рассчитан на проведение пяти полетов в течение 30 дней. В реальности дрон проработал почти три года. За это время он пролетел порядка 17 км.
Последний 72-й полет Ingenuity состоялся 18 января 2024 года. Он планировался как короткий вертикальный прыжок для оценки летных характеристик дрона и съемки местности. Согласно телеметрии, аппарат поднялся на высоту 12 метров, завис и сделал снимки. На 19-й секунде начался спуск, а к 32-й секунде вертолет сел на поверхность и замолчал. На следующий день связь с ним была восстановлена. Еще через несколько дней инженеры получили сделанные Ingenuity снимки, которые показали, что у него сильно повреждены лопасти несущего винта.
Как расследовать авиакатастрофу на Марсе
По очевидным причинам, расследование авиакатастрофы на другой планете было непростой задачей. У инженеров NASA не было ни очевидцев, ни черных ящиков. Тем не менее им удалось определить наиболее вероятный сценарий случившегося. Скорее всего, во всем виновата навигационная система дрона.
Система навигации Ingenuity была разработана для отслеживания визуальных особенностей поверхности. Для этого использовалась направленная вниз камера, рассчитанная для использования на хорошо текстурированной (галечной) плоской местности. Этого было более чем достаточно для выполнения первых пяти плановых миссий Ingenuity. Но к 72-му полету вертолет оказался в участке кратера Езеро, заполненном крутыми, относительно бесформенными песчаными рябями.
Одним из основных требований навигационной системы было обеспечение оценки скорости, которая позволила бы вертолету совершить посадку в пределах небольшого диапазона вертикальных и горизонтальных скоростей. Данные, переданные во время 72-го полета, показывают, что примерно через 20 секунд после взлета навигационная система не смогла найти достаточного количества элементов поверхности для отслеживания.
Навигационная ошибка привела к слишком высокой горизонтальной скорости при посадке. Жесткий удар о склон песчаной ряби вызвал крен и тангаж Ingenuity. Резкое изменение положения привело к тому, что нагрузка на быстро вращающиеся лопасти ротора превысила их расчетные пределы, и все четыре лопасти отломились в самом слабом месте — примерно на треть расстояния от кончика. Поврежденные лопасти вызвали чрезмерную вибрацию в роторной системе, что привело к полному отрыву одной из них и создали чрезмерную потребность в электроэнергии, что в свою очередь привело к потере связи.
Наследие Ingenuity
Несмотря на то, что этот полет стал последним, Ingenuity все еще продолжает работу в режиме автономной метеостанции, собирая данные о погоде и передавая их на марсоход Perseverance раз в неделю. Дрон будет продолжать собирать данные и после того, как ровер выйдет за пределы зоны радиосвязи с ним. Ожидается, что он сможет проработать до 20 лет. В NASA надеются, что в будущем какая-то другая миссия подберет Ingenuity и извлечет из его памяти собранные им метеоданные.
Успех Ingenuity также вдохновил создателей других миссий. Так, в 2028 году NASA запустит октокоптер Dragonfly на Титан. Также ведется разработка перспективного винтокрылого аппарата Mars Chopper. Он будет примерно в 20 раз тяжелее Ingenuity, сможет перевозить несколько килограммов научного оборудования и автономно исследовать удаленные марсианские места, преодолевая за день до 3 км.
По материалам JPL
