Ingenuity

Ingenuity (slovenský preklad: vynachádzavosť, dôvtip) bol malý bezpilotný vrtuľník, súčasť misie Mars 2020, dopravený v závese pod robotickým vozidlom Perseverance na povrch planéty Mars, na dno krátera Jezero. Vyrobila ho spoločnosť Jet Propulsion Laboratory pre NASA. Ide o prvý ľuďmi vyrobený lietajúci stroj s pohonom, ktorý lietal s využitím vztlaku v atmosfére inej planéty než Zem. Vybavený bol dvomi protibežnými rotormi priemeru  s listami z uhlíkových vlákien, rotujúcimi rýchlosťou až 2 400 ot./min, aby bol vrtuľník schopný letu v riedkej atmosfére Marsu s tlakom na úrovni povrchu 100 až 150-krát nižším než v prípade zemskej atmosféry.

Išlo o technologickú demonštráciu, primárnou úlohou Ingenuity boli letové skúšky. V priebehu 31 pozemských dní vrtuľník úspešne zrealizoval päť riadených letov. V priebehu nasledujúcich takmer troch rokov vrtuľník vykonal ďalších 67 letov. Údaje získané počas týchto letových testov pomôžu pri vývoji ďalšej generácie marťanských vrtuľníkov. Budúca misia tak môže z úspechu čerpať a získať tak inteligentného prieskumníka okolia. Nápomocné by marťanské drony mohli byť aj prípadným budúcim ľudským posádkam. NASA ukončila misiu Ingenuity potom, ako sa pri poslednom, 72. lete, na chvíľu stratilo so strojom spojenie a poškodila sa jeho vrtuľa.

Celkovo vrtuľník počas 1 020 dní (993 solov) od vysadenia na povrch nalietal 2 hodiny, 8 minút a 18 sekúnd, pričom prekonal súhrnnú vzdialenosť 17 229 km. Najdlhší let trval 169,5 sekundy (12. let, 16. augusta 2021, sol 174), najväčšia dĺžka letu bola 708,91 metra (25. let, 8. augusta 2022, sol 403), najväčšia dosiahnutá výška 24 metrov (61. let, 5. októbra 2023, sol 933) a najvyššiarýchlosť letu bola 10 m/s (62. let, 12. októbra 2023, sol 940).

Ingenuity niesol 1,3 × 1,3 cm výstrižok tkaniny z poťahovej krídla lietadla Wright Flyer bratov Wrightovcov z roku 1903, ako historický odkaz na ich priekopnícky prvý riadený let stroja ťažšieho, ako vzduch na Zemi. NASA nazvala oblasť letu vrtuľníka ako Wright Brothers Field.

 Technická špecifikácia 
 hmotnosť: 1,8 kg
 výška: 49 cm 
 dolet: 300 m 
 dostup: 35 m 
 najväčšia doba letu: 90 s (ohraničená ohrevom motorov)
 najvyššia horizontálna rýchlosť: 10 m/s (36 km/h) 
 najvyššia stúpavosť: 3 m/s (10,8 km/h) 
 najdlhší dosah rádiového spojenia: 1 000 m 
 rozmery trupu: 13,6 × 19,5 × 16,3 cm 
 výkon motorov: ~350 W 
 zdroj energie: 6× lítium-iónový akumulátor (Sony VTC4, typ 18650), celková kapacita 35-45 Wh, z toho 10 Wh vyhradených na let, dobíjanie slnečným panelom 

Užitočné zaťaženie sú dve kamery – 13 Mpx farebná (snímač Sony IMX214) smerujúca šikmo 22° pod obzor a 0,3 Mpx čiernobiela (snímač Omnivision OV7251) smerujúca kolmo nadol na navigovanie a prieskum terénu, ďalej komunikačný systém na prenos údajov do vozidla Perseverance.

 Riadenie 
Ako vysokoúrovňový riadiaci a navigačný počítač bol použitý 32-bitový 4-jadrový ARM SoC Qualcomm Snapdragon 801 z roku 2014 (bežne osádzaný do dobových smartfónov) s taktom 2,26 GHz, 2 GiB RAM a 32 GiB Flash, vybavený operačným systémom Linux a riadiacou aplikáciou, vyvinutou nad NASA JPL frameworkom F´ (F Prime). Zabezpečuje vizuálnu navigáciu odvodenú od detekcie čŕt terénu snímkovaného kamerami, správu údajov, spracovanie príkazov, generovanie telemetrie a obsluhu bezdrôtovej komunikácie. Sériovou linkou komunikuje s dvoma mikrokontrolérmi riadenia letu (Texas Instruments TMS570LC43x, ARM Cortex-R5F, 300 MHz, 512 KB RAM, 4 MB Flash), zapojenými redundantne s riešením odolnosti voči chybám.

Senzory tvoria, okrem spomenutej dvojice kamier, laserový výškomer s modulom Garmin LIDAR-Lite v3, 2-osový MEMS sklonomer Murata SCA100T a inerciálny MEMS snímač Bosch BMI-160, kombinujúci 3-osový akcelerometer a 3-osový gyroskop.

Komunikácia s roverom je riešená Zigbee modulmi SiFLEX 02 v pásme 900 MHz rýchlosťou 20 resp. 250 kbit/s na vzdialenosť do 1 000 m.

Použité sú prevažne bežné komerčne dostupné komponenty s výberom pre vojenské, automobilové alebo priemyselné účely s rozsahom prevádzkových teplôt najmenej −40 až +85 °C. Výnimkou je hradlové pole, zabezpečujúce redundanciu mikrokontrolérov riadenia letu, kde je použitý obvod Microsemi ProASIC3 so zvýšenou radiačnou odolnosťou a teplotným rozsahom −55 až 125 °C.

 Prehľad prvých letov 
 #  Dátum a čas (UTC)  Ciele/priebeh  Doba letu  Max. výška  Preletená horiz. vzdialenosť  Úspešnosť  Zdroje 1. 19. apríl 2021 7:30  Test vzletu, visenia, otáčania okolo osi, snímkovania, pristátia. 39,1 s 3 m 0 m   2. 22. apríl 2021 9:33 Test náklonu, horizontálneho letu, rotácie, návratu nad východiskovú pozíciu. 51,9 s 5 m 4,3 m   3. 25. apríl 2021 11:31 Horizontálny let severne do vzdialenosti 50 m, návrat nad východiskovú pozíciu. 80 s 5 m 100 m   4. 29. apríl 2021 14:12  Horizontálny let južne do vzdialenosti 133 m, prieskum novej pristávacej pozície, snímkovanie, návrat nad východiskovú pozíciu. Prvý pokus 29. apríla neúspešný pre sw. problémy pri vzlete, opakovanie 30. apríla úspešné. 117 s 5 m 266 m   30. apríl 2021 14:49   5. 7. máj 2021 19:26 Prelet na novú pozíciu 129 m južne, vystúpanie do výšky 10 m, pristátie na novej pozícii. Koniec fázy technologickej demonštrácie. 108 s 10 m 129 m  

 Galéria 

 Poznámky 

 Referencie 

 Pozri aj 
 Mars 2020
 Perseverance (rover)
 atmosféra Marsu
 prieskum Marsu kozmickými sondami

 Iné projekty 

 Externé odkazy 
 Oficiálna stránka 

Kategória:Sondy NASA
Kategória:Bezpilotné lietadlá
Kategória:Roboty vo vesmíre
Kategória:Kozmonautika v 2020
Kategória:Kozmonautika v 2021
Kategória:Prieskum Marsu
Kategória:Úspešné sondy
Kategória:Neaktívne sondy