Wie der Helikopter von Ingenuity gegen den staubigen Winter auf dem Mars kämpft

Zum ersten Mal verlor das Ingenuity-Team auf der Erde den Kontakt zu Ingenuity Sole 427 und 428, oder Marstage, die dem 3. Mai und dem 4. Mai entsprechen. Die Ingenieure des kleinen Hubschraubers verbrachten eine Woche damit, zu untersuchen, was den Kommunikationsausfall verursacht haben könnte.

Das Team entdeckte, dass der Kontakt verloren ging, weil Ingenuity bei Einbruch der Nacht eine unzureichende Batterieladung hatte. Diese reduzierte Spannung setzte die Missionsuhr zurück, was dazu führte, dass das System des Hubschraubers nicht mehr mit seinem Begleiter, dem Perseverance-Rover, synchronisiert war. Während Ingenuity wieder zuverlässig Nachrichten über den Rover an die Erde weiterleitet, geht das Team davon aus, dass dieses Problem erneut auftreten könnte.

Das liegt daran, dass auf dem Mars Frühwinter ist. Der Winter auf dem Roten Planeten dauert bis September oder Oktober. Während des Marswinters wird Staub in die Atmosphäre geschleudert und verdeckt das Licht, das zum Aufladen der Solarzellen von Ingenuity erforderlich ist.

Bisher hat Ingenuity 4,2 Meilen (6,8 Kilometer) auf 28 verschiedenen Flügen zurückgelegt.

Der Helikopter bleibt gesund und hat den Betrieb wieder aufgenommen, wenn auch etwas modifiziert, und das Team bleibt optimistisch, dass Ingenuity bald seinen 29. Flug antreten wird. Aber es besteht kein Zweifel daran, dass Ingenuity auf geliehener Zeit ist.

„Herausforderungen wie diese sind zu erwarten: Nach Hunderten von Sols und Dutzenden von Flügen über die ursprünglich geplanten fünf Flüge hinaus befindet sich der solarbetriebene Hubschrauber auf unbekanntem Terrain“, Teddy Tzanetos, Teamleiter von Ingenuity am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien , schrieb sie in einem Update.

„Wir arbeiten jetzt weit außerhalb unserer ursprünglichen Designgrenzen. Historisch gesehen ist der Mars eine große Herausforderung für Raumfahrzeuge (insbesondere solarbetriebene Raumfahrzeuge). Jedes Sol könnte das letzte von Ingenuity sein.“

Der Marswinter kommt

Mit dem Winter auf dem Mars wird Ingenuity mehr Staub in der Luft und sinkende Temperaturen erleben – beides könnte verheerende Auswirkungen auf die Fähigkeit des Helikopters haben, angetrieben, warm und betriebsbereit zu bleiben.

Infolgedessen ist Ingenuity nicht mehr in der Lage, seine Batterie und Elektronik mit Heizgeräten auf einer programmierten Temperaturschwelle von minus 13 Grad Fahrenheit (minus 25 Grad Celsius) zu halten.

Stattdessen wird das Luftfahrzeug nachts Temperaturen von minus 112 Grad Fahrenheit (minus 80 Grad Celsius) ausgesetzt sein, was ein Risiko für elektronische Komponenten darstellen könnte. Bisher halten diese stabil und haben in den kalten Nächten keinen Schaden erlitten.

Jeden Morgen, wenn sich der Helikopter aufwärmt und auflädt, wird die Missionsuhr durch den Stromausfall der vorangegangenen Nacht falsch ausgerichtet.

Ausdauer muss jetzt etwas kreativer sein bei der Kommunikation mit Ingenuity. Grundsätzlich muss der Rover zulassen, dass der Helikopter aufgrund seines Uhrenproblems “einschläft” und zur falschen Zeit aufwacht. Mithilfe der Helikopter-Basisstation an Bord kann Perseverance jeden Tag mit Ingenuity chatten und die Missionsuhr des Hubschraubers für diesen Tag neu programmieren.

Das Ingenuity-Team kann nicht vorhersagen, wie sich die Elektronik-Kernmodulkomponenten von Ingenuity im Winter verhalten werden, aber „es wird angenommen, dass die durch Kälte eingeweichte Elektronik das Ende der Opportunity- und Spirit-Mars-Rover-Missionen verursacht hat“, schrieb Tzanetos in dem Update.

Derzeit erreicht Ingenuity den Sonnenuntergang auf dem Mars mit einem Ladezustand von etwa 68 % für seine Batterie. JPL-Ingenieure schätzen, dass der Chopper mindestens 70 % benötigt, um seine Heizungen, die Uhr und die Kernelektronik über Nacht mit Strom zu versorgen.

„Unser Defizit von 2 % (Ladezustand) wird voraussichtlich auf ein Defizit von 7 % anwachsen, sobald wir die Wintersonnenwende (Sol 500 im Juli) erreichen, an welchem ​​Punkt sich die Bedingungen zu verbessern beginnen“, schrieb Tzanetos.

Vorbereitung auf die Zukunft

Das Abrufen von Daten von Ingenuity, einschließlich der Flugleistungsprotokolle und Farbbilder der letzten acht Flüge, ist zur obersten Priorität geworden. Als nächstes bestimmt das Missionsteam, ob der Hubschrauber für einen weiteren Flug bereit ist, und lässt den Hubschrauber seine Rotoren mit hoher Geschwindigkeit drehen.

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Wenn Ingenuity einen kurzen Flug nach Südwesten durchführen kann, wird der kleine Copter in einer guten Position sein, um mit dem Perseverance-Rover zu kommunizieren, während er Proben aus einem alten Flussdelta untersucht und sammelt.

Das Flugsoftwareteam arbeitet auch an Upgrades für die fortschrittlichen Navigationsfähigkeiten von Ingenuity, damit es das Flussdelta überfliegen und weiterhin als Luftaufklärer für den Rover fungieren kann.

„Die Betriebsteams von Perseverance und Ingenuity haben bei der Wiederherstellung einer zuverlässigen Kommunikation mit Ingenuity hervorragende Arbeit geleistet“, schrieb Tzanetos.

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