Как долго сможет марсианский вертолет Ingenuity не отставать от марсохода Perseverance, если захочет?

В этом вопросе две части. Во-первых, может ли он физически не отставать? Как вы упомянули, конкретно заявлена ​​дальность 300 м за полет. Из этой страницы мы можем сделать вывод, что один 90-секундный полет в день покроет расстояние 300 метров. Несомненно, часть этой мощности будет зарезервирована для первых нескольких секунд полета, но вполне вероятно, что «Изобретательность» сможет легко не отставать от «Настойчивости», при этом среднее расстояние, вероятно, составит всего 10–20 м/день.

Вторая часть - как долго это может продолжаться? Ну, это немного сложнее знать наверняка. НАСА выпустило документ, в котором подробно описаны некоторые системы, включая систему питания, так что давайте посмотрим! Мощность батареи на исходе срока службы оценивается в 35,75 Втч. Этого. 10,73 Втч зарезервировано для увеличения срока службы батареи и аварийных ситуаций, 21 Втч зарезервировано для использования обогревателя в ночное время. Это оставляет 10 Втч на полет в день, при условии, что полет выполнен, чтобы еще можно было немного зарядить. Используя эти значения, 90-секундный полет все еще возможен в EOL. Спецификации аккумуляторов показывают примерно 20-процентную деградацию после 500 зарядок.

Есть еще несколько неизвестных в этом. Можно заметить, что общий бюджет мощности на день составляет 41, в то время как предполагаемая мощность батареи EOL фактически составляет 36 Втч. Я полагаю, что это будет достигнуто за счет полетов в середине дня через день, когда ситуация начнет ухудшаться.

Суть, однако, в том, что как минимум 31 Втч требуется только для того, чтобы обеспечить достаточную мощность для выживания, как и планируется в настоящее время. Я думаю, что это произойдет примерно после 1000 зарядов. Даже без перелета количество выделений за сутки довольно значительное. Я считаю, что Ingenuity не сможет прожить дольше, чем около 4 лет, если в будущем не будет определена оптимальная стратегия обогрева.

Примечание. Это больше похоже на дополнение к другому ответу.

Чтобы ответить на вопрос, вам нужно сначала узнать, может ли изобретательность вообще оставаться в живых в течение длительного периода времени!
Кроме того, было бы очень важно, если бы он мог летать каждый день или каждые 2 или 3 дня.
Таким образом, мы должны знать, сколько батарея может быть заряжена каждый день!

Из этого ответа мы получаем, что солнечная энергия в полдень в течение марсианского года в кратере Джезеро имеет минимальное значение около 475 Вт/м² в июле 2021 года.
Если мы умножим это значение на 24/$\pi$у нас есть дневная энергия на м ² 3628 Втч / м ² .
(знаменатель$\pi$обозначает тот факт, что полоса земли вокруг Марса вблизи и параллельно экватору длиной 2$\pi$r имеет освещенную Солнцем площадь длиной 2r.)
Из этой статьи мы можем вывести, что в общей сложности 19% поступающей солнечной радиации на Марс поглощается или отражается, поэтому поступающая энергия уменьшится до 2939 Втч/м². .
(конечно, местные атмосферные условия могут изменить этот процент для кратера Джезеро)
Демонстратор технологии Mars Helicopter Technology сообщает, что солнечная панель Ingenuity имеет активную площадь ячейки 544 см², поэтому она будет получать в общей сложности около 160 Втч каждый день .
Панель изготовлена ​​из солнечных элементов IMM4J, которые достигли эффективности преобразования AM0 33% , что дает аккумуляторной системе в общей сложности 52,8 Втч электроэнергии .
Наконец, при потерях энергии 10-20% при зарядке и разрядке ежедневно для использования должно быть доступно 42 Втч .

Какое совпадение, что это значение почти равно сумме резервной мощности, энергии выживания в ночное время и 10 Втч, которые должны быть доступны для дневного полета, упомянутых на странице 15 Демонстратора технологии Mars Helicopter !