Сейчас в кратере Джезеро лето, и, согласно веб-интерфейсу HORIZONS, подсолнечная широта Марса варьируется между концом мая и ноябрем 2021 года от 18,5⁰ северной широты до ~25,5⁰ северной широты и снова до 18,5⁰ северной широты.
Поскольку кратер Езеро находится на 18,38⁰ северной широты, это означает, что путь Солнца по небу в этот период будет почти точно с востока на запад.
Кредиты: НАСА/Лаборатория реактивного движения
На изображении видно, что ноги расположены под углом 90⁰ друг к другу и что Солнце дает четкую тень от этих ног на поверхности. А при правильной ориентации ранним утром или поздним вечером одна из ног могла иметь небольшую теневую полосу в поле зрения навигационной камеры. (см. рис. 11 из Mars Helicopter Technology Demonstrator )
Нельзя ли ежедневно во время взлета обрабатывать изображение такой теневой линии таким образом, чтобы вместе с бортовым ИМУ можно было поддерживать выбранное направление полета?
Если бы, например, при взлете утром тень от правой задней ноги попала в поле зрения направленной вниз камеры, блок навигации мог бы «узнать», что передняя часть вертолета направлена на северо-запад.
Таким образом, окончательный вопрос: «Может ли научная группа Ingenuity изменить навигационное программное обеспечение таким образом, чтобы при обработке изображений, полученных навигационной камерой, захватившей линию тени одной из ног Ingenuity, вместе с данными от IMU, вертолет иметь возможность летать автономно в одном направлении после окончания испытательной кампании?»
Вероятно, нет, по крайней мере, с направленной вниз камерой. Это, безусловно, возможно при наличии специального оборудования .
Имея известную плоскую поверхность и последовательность изображений вокруг местного полудня, можно найти север , а со счетом дней и некоторыми математическими расчетами с учетом наклона можно определить широту . Что касается геометрии ног, тот факт, что поверхность приземления не будет идеально ровной, делает это намного сложнее.
Акселерометры позволяют определить положение камеры относительно вертикали, но это может быть не угол поверхности, на которую отбрасываются тени из-за того, что одна или несколько ножек находятся в песке, или из-за местных глыб/камней под камерой. Суммарная ошибка в один градус от геометрии поверхности и точности датчика составит около 60 км.
При достаточной обработке изображения, позволяющей использовать движение теней для 3D-картирования области под камерой, с этим, вероятно, можно было бы справиться, но нельзя ожидать, что это будет возможно с мощностью и бюджетом процессора на борту.
И ничто из этого не решает проблему долготы, которая обычно требует либо точных часов, либо точного углового измерения известных звезд. Не уверен в точности бортовых часов, но, учитывая температурный диапазон работы, не ожидал, что он будет особенно высоким. На экваторе ошибка в одну секунду во времени относительно известного начального положения даст около 240 метров ошибки в измерении долготы, при условии, что можно определить фактический местный полдень (см. выше).
Похоже, что Inginuity имеет направленный вверх датчик солнца. Википедия ссылается на тезис , дающий погрешность в три с половиной градуса, что было бы не очень полезно для многодневной навигации, но также не от датчика полета.
Наземные автономные звездные навигационные системы действительно указывают на то, что относительно небольшая полезная нагрузка специализированного оборудования может обеспечить навигационную исправление, которое может обеспечить полезную отказоустойчивость, чтобы доставить такие вещи, как марсоходы, поддерживающие пилотируемую миссию, достаточно близко для поиска после некоторых типов сбоев радио, в в частности, если транспортное средство оснащено подвижной камерой, использование ее в качестве секстанта становится возможным, обходя ряд источников ошибок, упомянутых выше.
Драгонгик
Корнелис
ГремлинРейнджер
Корнелис