Зачем заставлять Ingenuity переживать несколько «жестоких холодных марсианских ночей» перед первой попыткой полета?

Марсоход NASA Perseverance написал в Твиттере :

«Изобретательность», марсианский вертолет, который я ношу, работает, как и ожидалось. Сейчас я его заряжаю, но как только я его поставлю, он будет полагаться исключительно на свои солнечные батареи. Если он переживет жестокие холодные марсианские ночи, команда попытается полететь.

Вопрос: Если живучесть вызывает сомнения, почему бы не совершить первый испытательный полет в день сброса? Предположительно, он будет полностью заряжен от марсохода, и через несколько часов «Настойчивость» сможет отойти на безопасное для обзора расстояние.

обновлять:

Изобретательность Википедии (вертолет) ссылается на Mars Helicopter Technology Demonstrator (Canham et al. 2018, AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference, из архива ), в котором говорится:

Одной из проблем при использовании готовых сборок для электронных систем, которые будут использоваться на Марсе, являются низкие температуры, ожидаемые на поверхности. Ночью антенна и кабели будут работать при температуре до −140 C. Блоки электроники как на базовой станции, так и на вертолете будут поддерживаться «теплыми» (не ниже −15 C) обогревателями по мере необходимости...

Я с нетерпением жду ответа! Я предполагаю, что им нужно проверить, хорошо ли работает остальная часть вездехода, прежде чем его развертывать. Разве он не разворачивается из брюха марсохода? Значит, марсоход должен его высадить, а потом уехать?
Конечно, Ingenuity была испытана при таких низких температурах. «Если она выживет…» — это просто способ сделать это событие еще более захватывающим!
@Cornelisinspace Лучшим способом поддержать ажиотаж было бы публиковать больше данных, поскольку от первопроходца до изобретательности компоненты остаются примерно одинаковыми, как и жестокие холодные марсианские ночи.

Ответы (2)

Во-первых, согласно рис. 2 из мультимодельных метеорологических и эоловых прогнозов для Марса 2020 и района кратера Джезеро, ночная температура поверхности и атмосферы для Ingenuity не опустится ниже минус 90 градусов Цельсия .
Также в этой статье показано, что Ingenuity был испытан в тепловом вакууме при температуре минус 90 градусов по Цельсию в течение 4 часов , и был сделан вывод, что вертолет успешно прошел функциональные испытания.

Из пресс-кита INGENUITY MARS HELICOPTER :

Марс имеет запредельные температуры, а ночи холодны до минус 130 градусов по Фаренгейту (минус 90 градусов по Цельсию) в кратере Джезеро. Эти температуры расширят первоначальные конструктивные ограничения стандартных деталей, используемых в Ingenuity. Испытания на Земле при прогнозируемых температурах показывают, что они должны работать так, как задумано, но команда с нетерпением ждет реальных испытаний на Марсе. Одна из первых целей Ingenuity, когда она доберется до Красной планеты, — просто пережить холодную марсианскую ночь в первый раз.

( выделено мной)

От демонстратора технологий вертолетов Mars :
IV.Mars Helicopter Engineering Model Development
H.Thermal System

Вертолет должен выдержать ночной холод на Марсе, где температура может опускаться до -100 градусов по Цельсию и ниже. Наиболее важным компонентом является батарея, которая поддерживается при температуре -15 ° C в течение ночи, поскольку она питает пленочные нагреватели Kapton, прикрепленные к элементам батареи. Платы авионики в ECM окружают аккумулятор и также поддерживаются при повышенной температуре из-за их близости к теплому аккумуляторному узлу. Изоляция вокруг бортов авионики обеспечивается углекислотным зазором шириной 3 см.

Таким образом, Ingenuity был разработан и протестирован, чтобы выжить во многих марсианских ночах, не нужно торопиться!

Из пресс-кита INGENUITY MARS HELICOPTER (стр. 21):

Вехи
После развертывания Ingenuity на поверхности у него есть 30 солей (31 земной день), чтобы завершить свою деятельность. Первый этап -- это процесс ввода в эксплуатацию , который , как ожидается , займет около недели ; затем начинаются первые летные испытания.
В начале наземных операций Ingenuity вертолет будет стремиться достичь следующих вех:

  • Автономно сохраняет тепло в очень холодные марсианские ночи (до минус 130 градусов по Фаренгейту или минус 90 градусов по Цельсию ).
  • Автономная зарядка от солнечной панели.
  • Подтверждение линии связи: между вертолетом и его базовой станцией; между базовой станцией и системой связи ровера; а затем между марсоходом и Землей, вплоть до операторов вертолетов.
  • Разблокировав лопасти ротора, подтвердив, что лопасти могут изменить свой угол или шаг, а затем выполняя тесты на вращение как на низкой скорости (50 об/мин), так и на высокой скорости (2400 об/мин), все еще стоя на поверхности.

( выделено мной)

Все эти вехи требуют своего времени, точно так же, как марсоходу Perseverance нужно время, чтобы стать полностью работоспособным!

Спасибо за исчерпывающий ответ, это полезно! Я вижу, что тщательное тестирование связи, как описано, может занять некоторое время, как и прогон ротора с последующей отправкой полученных данных домой, а также весь инженерный анализ и принятие решений, необходимых для утверждения автономного летательного аппарата с опасными характеристиками. высокоскоростные пропеллеры начинают делать свое дело так близко к марсоходу стоимостью 2,75 миллиарда долларов .
и эти испытания ротора и, в меньшей степени, связи, скорее всего, разрядят батарею, поэтому перед летными испытаниями потребуется как минимум один , если не несколько циклов перезарядки.
Здесь нет ничего, что касалось бы фактического вопроса. Этот ответ низкого качества и содержит только кучу цитат о запланированных событиях, но ничего о том, почему каждый из этих шагов считается необходимым. Кто плюсует эти вещи??
@Innovine Я изменил последнее предложение, чтобы было ясно, что ответ действительно касается фактического вопроса.
@Cornelisinspace на самом деле мало что для меня делает ... вопрос в том, почему существуют эти вехи. В этом ответе просто перечислены вехи.
@Innovine Вехи не упоминаются в вопросе, но они необходимы и требуют времени. Я думаю, что первые 2 комментария объясняют это очень хорошо.
@Cornelisinspace снова, не согласен. Короче говоря, вопрос «зачем переживать ночь», а ваш ответ «потому что ему нужно пережить ночь, прежде чем он улетит».
@Cornelisinspace Просто чтобы углубиться, ничто в вашем ответе не говорит, почему нельзя пытаться совершить полет до того, как жестокая ночь разрядит батареи и поставит под угрозу все предприятие. Только последний пункт, касающийся раскладывания и проверки пропеллеров, делает любую задержку понятной. То, что он может автономно заряжаться и пережить ночь, не приводится здесь с дополнительной информацией, которая заставит читателя сказать «ага, я понимаю, почему это важнее, чем полет в первый день», так что у вас есть возможности для улучшения.
@Innovine Изобретательность — это испытание. Полет — это только часть дела, выживание — другое. Если испытание приводит к повреждению, будущие испытания затруднены. Это всего лишь предположение, но чтобы получить от Ingenuity максимум науки, они сначала проводят тесты с наименьшим риском. Я не удивлюсь, если полет будет считаться второстепенным с научной точки зрения; аэродинамика хорошо изучена.
@Innovine Я согласен, что ответ может не содержать всего того, что он должен явно. Мой комментарий пытается соединить точки; Я думаю, что что-то в этом роде должно быть каким-то образом включено в сам пост с ответом.
@Cornelisinspace спасибо за редактирование; отличный ответ!
@Innovine Спасибо за ваши комментарии, они призвали меня провести дальнейшие исследования и получить информативные результаты.

Прежде всего, Изобретательность должна пережить ночи, пока ее нельзя будет должным образом развернуть на поверхности, хотя для этого у нее есть сила Настойчивости. Это, вероятно, не является серьезной проблемой, у него есть защищенный корпус, позволяющий ему выжить в EDL, который будет отключен до развертывания. Какое-то время там должно быть хорошо.

Затем его нужно развернуть, и Настойчивость должна уйти. Скорость передвижения Perseverance составляет 100 м/день, при условии, что они двигаются на полной скорости. Не уверен, насколько далеко это должно быть, но я подозреваю, что не менее 20 метров. Мы не знаем, будет ли развертывание использовать часть заряда батареи, вполне возможно. Далее анимация показывает некоторые тесты пропеллеров перед полным полетом, который, скорее всего, произойдет. Наконец, батареи необходимо снова полностью зарядить перед попыткой полета.

Я скорее подозреваю, что Perseverance поставит Ingenuity на землю, отойдет, сделает несколько фотографий, а затем Ingenuity проведет несколько тестов на Марсе перед реальной попыткой полета. Операторам, несомненно, нужно будет убедиться, что он действительно находится далеко от марсохода, прежде чем пытаться совершить полет, ведь никто не хочет портить Perseverance бюджетным дроном! Только один рейс в день возможен, едва ли. В целом, между развертыванием и подготовкой всего к полету пройдет несколько дней, поэтому ему придется пережить несколько дней на морозе, прежде чем он сможет попытаться взлететь.

Как сказано в большинстве остальных ответов, необходимо выполнить некоторую калибровку, и операторы на земле, несомненно, должны будут убедиться, что он действительно находится на земле. Демонстрационные видеоролики показывают, как он проводит некоторые испытания лопастей без попытки полета, когда сначала находится на поверхности, а затем в другой день полета.
Там было немного этого, но я сделал это лучше. Я самостоятельно исследовал кучу информации об изобретательности, найти источники для всего сложно, но...
Зачем заставлять Ingenuity переживать несколько «жестоких холодных марсианских ночей» перед первой попыткой полета?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v