אינג'ניואיטי

מסוק המאדים אינג'ניואיטי (באנגלית: Mars Helicopter Ingenuity, שם חיבה ג'יני) הוא מסוק רובוטי קואקסיאלי שהצטרף לרכב החלל הרובר פרסווירנס במשימתו במאדים. המסוק היה מחובר בצורה מקופלת לגחון של הרובר. משימתו של המסוק היא לבצע על המאדים מספר טיסות קצרות כדי לבחון את הטכנולוגיה. זהו כלי הטיס הממונע הראשון שנשלח למשימה על כוכב לכת מחוץ לכדור הארץ.
הרובר נחת על מאדים ב־18 בפברואר 2021, ואינג'ניואיטי היה צפוי להתחיל בטיסות המבחן שלו בתחילת אפריל, אך לבסוף לאחר מס' עיכובים טכניים, ב־19 באפריל 2021 המסוק טס לראשונה, וריחף לגובה של 3 מטרים.

מתחת לפאנל הסולארי של המסוק הדביקו המפתחים פיסה קטנטנה מהבד שציפה את כנף המטוס של האחים רייט בטיסה הממונעת הראשונה על כדור הארץ בשנת 1903. שדה התמרונים של אינג'ניואיטי על מאדים כונה בהתאם "שדה האחים רייט".

נכון ל-19 באפריל 2022 אינג'ניואיטי ביצע 27 טיסות מוצלחות. בטיסתו ה-25 שהתקיימה ב-8 באפריל 22, הגיע לשיא של מהירות ומרחק: 704 מטר במהירות טיסה של 5.5 מטר לשנייה במשך 161.3 שניות.

טיסת המסוק היא אוטונומית; פקודות לטיסה נכתבות על ידי "טייסים" ב-JPL. הן משוגרות ומתקבלות אצל הרובר פרסווירנס, ונשלחות למסוק. חיישני המסוק (מצלמת הניווט, מד תאוצה, מד טווח לייזר) מאפשרים למסוק לתקן בזמן אמת את מסלולו במהלך הטיסה שתוכננה מראש.

רקע ונתונים
המסוק יוצר על ידי סוכנות החלל נאס"א. אחד המהנדסים הבכירים בצוות הפיתוח היה לואי אלבסיוני, פלסטיני יליד בית חאנון שברצועת עזה.

משקל המסוק 1.8 ק"ג (4 ליברות), מתוכם סוללת ליתיום־יון נטענת סולרית במשקל 273 גרם.

כשני־שלישים מתפוקת האנרגיה של הסוללות ישמשו לחימום הרכיבים האלקטרוניים שעל המסוק, מפני הטמפרטורות הנמוכות ששוררות על מאדים בשעות הלילה.

גובהו 80 סנטימטר וקוטר הרוטורים 1.2 מטר. המסוק הוא קואקסיאלי – יש לו שני זוגות להבים זה מעל זה הסובבים סביב אותו ציר בכיוונים מנוגדים, והוא מתוכנן לטוס באטמוספירה של מאדים שהיא דלילה פי מאה מזאת שעל פני כדור הארץ.

מהירות המסוק היא עשרה מטר לשנייה בטיסה אופקית, ושלושה מטר בטיסה אנכית.

במהלך 2019 עבר המסוק מספר ניסויים בהצלחה. המעבדה להנעה סילונית של נאס"א ציינה כי המסוק תוכנן כך שיוכל לבצע כחמש טיסות. עלות פיתוח המסוק הסתכמה בכשמונים מיליון דולרים, ואילו עלות תפעולו תסתכם, לפי הערכות, בכחמישה מיליון דולרים נוספים.

בדומה לרובר פרסווירנס, עליו הועמס, גם שמו של המסוק, Ingenuity (בעברית: כושר המצאה), נבחר במסגרת תחרות מתן שמות על ידי תלמידים ברחבי ארצות הברית.

משימת מאדים 

כשהוא מחובר לגחונו של הרובר, המסוק שוגר ב־30 ביולי 2020 מנמל החלל קייפ קנוורל ונחת במכתש ג'זרו שעל המאדים ב־18 בפברואר 2021.

ב־3 באפריל הוא שוחרר מגחון הפרסווירנס אחרי שהרובר טען את הסוללות שלו ל־100%. רגליו של המסוק נפרשו והרובר התרחק ממנו מעט. המסוק שרד את הלילה הראשון ללא אספקת חשמל מהרובר, בטמפרטורה של מינוס 90 מעלות צלזיוס, כשהוא מסתמך על חימום מהסוללות שלו בלבד. בשעות השמש הוא נטען מהפאנלים הסולאריים שלו.

מטרת המשימה הוגדרה מראש כהדגמת היכולת הטכנולוגית. אחרי ששלוש הטיסות הראשונות עברו בהצלחה את כל השלבים שתוכננו להן, מטרת המשימה שונתה להדגמת יכולת ביצועית, והמסוק גויס לעזרת פרסווירנס בסקירה ומיפוי של השטח.

טיסות מאדים 
טיסה ראשונה - ב־8 באפריל ביצע המסוק ניסוי של הפעלת הרוטור במהירות נמוכה של 50 סיבובים לשנייה. ב־9 באפריל נעשה ניסוי להפעלה במהירות גבוהה, אך הניסוי נפסק כשתוכנת המסוק הגיעה למצב לא מוכר ושעון התוכנה פקע. ב־12 באפריל הודיעה נאס"א שצוות האינג'ניואיטי מצא פתרון, וגרסת התוכנה החדשה נבדקה ונטענה למסוק.

משימת התעופה הראשונה התקיימה ב־19 באפריל 2021, המסוק המריא אנכית לגובה של כ־3 מטר, הסתובב במקום בזווית של 96 מעלות כפי שתוכנן, ונחת. המשימה נמשכה 39.1 שניות. צוות הפיתוח של המסוק התכנס בחדר הישיבות לקראת הניסוי והמתין בדריכות. ברגע שהגיעו נתוני הטיסה פרצו הכל במחיאות כפיים. מנהלת הפרויקט מימי אונג  אמרה 

טיסה שנייה - משימת התעופה השנייה התקיימה ב־22 באפריל, המסוק המריא אנכית לגובה של 5 מטר, וריחף זמן קצר במקום. אז נטה בזווית של 5 מעלות ונע 2 מטר הצידה במהירות של 0.5 מטר לשנייה. עצר וריחף במקום. עשה שלוש פניות בזוויות של 90 מעלות כדי להפנות את המצלמה לכיוונים שונים. חזר אופקית אל מרכז "שדה האחים רייט" ונחת בנקודה שממנה המריא. הטיסה נמשכה 51.9 שניות, וכל שלבי הניסוי הושלמו בהצלחה.

טיסה שלישית - ב-25 באפריל 2021 ביצע המסוק את טיסת הניסוי השלישית שלו. הוא התרומם לגובה 5 מטר וריחף זמן קצר בגובה זה. אז הוא טס אופקית צפונה כשהוא שומר על כמעט אותו גובה, למרחק 50 מטר ויצא משדה הראייה של הרובר פרסווירנס שצילם וידאו של הטיסה. הוא שב לשדה הראייה של הרובר כעבור 25 שניות. המצלמה התחתונה של המסוק סייעה לו לשמור על גובהו מעל האדמה. הוא חזר אל מעל הנקודה שממנה המריא, ונחת. המסוק טס בסך הכל 100 מטר והשלים בהצלחה את כל משימות הטיסה. הטיסה נמשכה 80 שניות.

טיסה רביעית -  הטיסה הרביעית תוכננה ל-29 באפריל, אך נכשלה כשההליקופטר לא עבר למצב תעופה. ב-30 באפריל נעשה ניסיון שני והוא עבר בהצלחה. הטיסה נמשכה 117 שניות, המסוק עלה לגובה של 5 מטרים, טס דרומה למרחק של כ-133 ובחזרה. בטיסה זו העביר המסוק מספר שיא של צילומים, רובם ב-50 המטרים האחרונים. לראשונה הצליח הרובר פרסווירנס להקליט את קול הרוטורים המסתובבים באוויר הדליל.

טיסה חמישית - ב-7 במאי 2021. זו הייתה הטיסה הראשונה שבה המסוק נחת באתר חדש. הוא טס דרומה למרחק 129 מטר במהירות של עד  3.5 מטר לשנייה. כשהגיע לאתר חדש הוא עלה לגובה 10 מטר, ריחף באוויר, צילם מספר תמונות צבע של הסביבה, ונחת. משך הטיסה היה 108 שניות. לאחר טיסה זו נקבע שהמסוק סיים בהצלחה את שלב בדיקת ההיתכנות הטכנולוגית, שהייתה מטרת המבצע, והוכיח שמסוק יכול לטוס על מאדים. הטיסות הבאות הוגדרו כהוכחת יכולת מבצעית.

טיסה שישית - 23 במאי 2021, הטיסה המבצעית הראשונה של אינג'ניואיטי. טיסה זו נועדה להיות טיסת סריקה של השטח וצילום תמונות תלת־ממדיות של אתרים בעלי עניין. הטיסה עברה כמתוכנן אך לקראת סופה התגלתה תקלה במצלמות התחתונות של המסוק שמצלמות את פני השטח ומסייעות למערכת הניווט של המסוק. מצלמות אלה שולחות למערכת הניווט 30 פריימים לשנייה. מערכת הניווט מצמידה לכל פריים חותמת זמן, אך פריים אחד שובש ונשמט, מה שגרם לכל הפריימים שאחריו לקבל חותמת זמן לא נכונה. כתוצאה מכך הניווט השתבש, והמסוק התחיל להתנועע קדימה ואחורה באוויר תוך כדי שהוא מתאם את המהירות שלו. החיישנים שעל המסוק אותתו על גלגול ועלרוד של יותר מ-20 מעלות, שטף נתוני בקרה, וצריכת חשמל מוגברת. למרות כל זה המסוק הצליח לנחות בשלום במרחק של כ-5 מטרים מהנקודה המתוכננת. אינג'ניואטי תוכנן עם טווח יציבות רחב בחומרה ובתוכנה, ובאמצעי בדיקה ובקרה רבים להתאוששות מתקלות.  בין היתר מתכנני המסוק החליטו מראש שהמסוק לא יסתמך על מצלמות הניווט בשלב האחרון של הנחיתה, החלטה שהצילה את טיסה 6.

גלריה

קישורים חיצוניים

 אתר האינטרנט הרשמי של אינג'ניואיטי במעבדה להנעה סילונית 
 
 
 
 דודו ארז, יואב רבינוביץ, המסוק במאדים חגג 40 טיסות מוצלחות: "תכננו שיטוס רק חמש", באתר ynet, 23 בינואר 2023

הערות שוליים

כלי טיס בלתי מאוישים
משימות לחקר מאדים