Ingenuity (helikopter)

Artist impression Perseverance en Ingenuity
Selfie Perseverance en Ingenuity
Ingenuity los van Perseverance

Ingenuity was een onbemande robothelikopter die op Mars is geland op 18 februari 2021, samen met de Perseverance-rover als onderdeel van de NASA Mars 2020-missie.[1] Ingenuity maakte in bijna drie jaar tijd 72 vluchten. Ingenuity is de eerste (en vooralsnog enige) helicopter die een vlucht op een ander hemellichaam dan de Aarde maakte.

Doelstelling

Ingenuity wordt ingezet om te testen of helikopters gebruikt kunnen worden om Mars te verkennen en om te helpen bij het plannen van de navigatie voor toekomstige Marsrovers. Het enige waarnemende instrument op de helikopter is een camera. Deze werd vooraf vooral als bonus "voor mooie plaatjes" gezien en niet zozeer als een wetenschappelijk instrument.[2][3] NASA wilde aanvankelijk maar vijf testvluchten maken en Ingenuity dan loslaten om zich volledig op de missie van Perseverance te gaan richten. Maar na vier succesvolle vluchten besloot men dat Ingenuity onderdeel van de Persevearance-rovermissie werd.

De moeilijkheidsgraad van een helikopter op Mars is dat de atmosfeer op Mars zeer ijl is: deze is vergelijkbaar met de aardse atmosfeer op 30 kilometer hoogte. De rotoren draaien daarom met een snelheid van 2500 omwentelingen per minuut; vijf maal zo snel als een normale aardse helikopter. Tests op aarde moesten in een vacuümkamer plaatsvinden waar de luchtdruk van Mars werd gesimuleerd. Op Mars is de lagere zwaartekracht, een derde van de aardse, voor de helikopter een voordeel.

Op Ingenuity is een klein stukje stof aangebracht van een van de vleugels van Flyer 1, het vliegtuig waarmee de Gebroeders Wright de eerste vliegtuigvlucht ooit maakten.[4]

De ontwikkeling en de bouw van Ingenuity kostte ongeveer 80 miljoen dollar.[5][6] Voor de bouw werden onderdelen gebruikt die in de handel algemeen verkrijgbaar waren in plaats van maatwerkonderdelen. De boordcomputer van de helikopter maakt gebruik van een Linux-besturingssysteem.[7]

Schema met de componenten van Ingenuity

Missieverloop

Een dag na de succesvolle landing op Mars verzond Ingenuity zijn eerste signaal. De helikopter zat toen nog aan de onderkant van Perseverance bevestigd. In aanloop naar de ontkoppeling werden op 29 en 30 maart de landingspoten uitgeklapt. Op 5 april werd Ingenuity succesvol losgekoppeld van Perseverance en vanaf een hoogte van ongeveer 10 cm op de planeet geplaatst.[8] Op 11 april werd de eerste vlucht van Ingenuity uitgesteld. Door een probleem met de software aan boord van de helikopter werd het systeem automatisch stilgezet bij het overschakelen van 'pre-flight'-modus naar 'flight'-modus.[9]

Eerste vlucht

Op 19 april 2021 om 07:34 UTC ondernam JPL de eerste poging tot een vlucht en steeg de drone op. De vlucht duurde 38 seconden waarbij 30 seconden werd stilgehangen op ongeveer drie meter hoogte.[10] Tussen 10:43 en 10:46 UTC kwam het eerste datapakket bij Mission Control binnen. Om 10:48 kon worden begonnen met het uitpakken van deze data. Om 12:53 werd duidelijk dat de korte vluchtmanoeuvre volledig en met succes was uitgevoerd. Kort daarop kwamen ook foto’s en beelden van perseverance binnen die de succesvolle vlucht bevestigden.[11] De plaats waar de vlucht plaatsvond kreeg van NASA de naam Wright Brothers Field.[12]

Tweede vlucht

Op 22 april werd een tweede testvlucht gehouden met als doel een vluchtduur van 50 seconden waarbij een hoogte van ongeveer vijf meter zou worden bereikt, vijf graden wordt gekanteld en twee meter zijwaarts wordt gevlogen. Ook deze vlucht verliep succesvol.[13]

Derde vlucht

Tijdens de derde vlucht op 25 april vloog de helikopter met een snelheid van 2 meter per seconde over een afstand van 100 meter en keerde terug op zijn beginpositie. Tijdens deze vlucht werd tevens het navigatiesysteem getest.[14][15]

Vierde vlucht

Op 29 april 2021 lukte het niet om Ingenuity te laten opstijgen door een fout in de software die hem niet in vluchtmodus schakelde. De volgende dag werd de vierde vlucht alsnog gemaakt. De vlucht duurde 117 seconden en Ingenuity vloog 133 meter voorwaarts en terug. Na deze vierde en laatste testvlucht was NASA dusdanig tevreden over de helikopter dat ze besloten Ingenuity als onderdeel van de Perseverance-rovermissie in te zetten als verkenner zodat rijroutes gemakkelijker uit te stippelen zijn en studieobjecten kunnen worden gevonden waar Perseverance vervolgens naartoe kan rijden.[16]

Vijfde vlucht

Ingenuity heeft het Wright Brothers Field waar vandaan de eerste vier vluchten zijn uitgevoerd op 7 mei 2021 verlaten tijdens de eerste enkele reis naar een locatie op 129 meter ten zuiden van Wright Brothers Field. Na aankomst op de nieuwe locatie steeg Ingenuity naar een hoogte van 10 meter waarna enkele hoge resolutie beelden werden gemaakt. Vervolgens werd de landing succesvol uitgevoerd. Het gebruik van de helikopter zal zich nu gaan richten op de mogelijkheden die het gebruik van een hefschroefvliegtuig kan bieden op Mars.[17]

Parachute en ‘back shell’ gebruikt door de Perseverance-rover

Latere vluchten

Op 15 december 2021 had Ingenuity inmiddels gespreid over 16 vluchten een half uur gevlogen. Daarbij werd een afstand van 3.592 meter afgelegd met een maximum hoogte van 12 meter.[18] Op 28 februari 2022 werd de 20e vlucht volbracht.[19] Op 12 april 2022 werd de 25ste vlucht voltooid waarbij een afstand van 704 meter werd afgelegd met een snelheid van 5.5 meter per seconde, een nieuw record voor de helikopter.[20]

Tijdens de 26e vlucht op 19 april 2022 fotografeerde Ingenuity de parachute en ‘back shell’ die zijn gebruikt door de Perseverance-rover op 18 februari 2021 tijdens de landing naar de Jezero-krater op Mars.[21][22][23] De 30e vlucht werd op 20 augustus 2022 volbracht.[24]

Vlucht 72, laatste vlucht

Op 18 januari 2024, tijdens de 72e vlucht, ging het contact tussen Perseverance en Ingenuity verloren tijdens de landingsmanoeuvre. JPL onderzocht of ze het contact konden herstellen.[25] Na een 'luistersessie' van enkele dagen om af te wachten of Ingenuity weer een signaal zou versturen, ontving Perseverance op 20 januari een signaal, waarna het contact kon worden hersteld. Er werd nog verder onderzoek naar de oorzaak gedaan.[26]

Op 25 januari 2024 meldde JPL dat uit foto’s die Perseverance van Ingenuity had genomen was gebleken dat de rotor beschadigd was geraakt en dat Ingenuity niet meer kan vliegen.[27]

Bronnen, noten en/of referenties
Externe link
  • NASA, Overzicht vluchten Ingenuity
Referenties
  1. ↑ Agle, D.C., "How NASA's Mars Helicopter Will Reach the Red Planet's Surface", NASA, 23 June 2020. Gearchiveerd op 21 februari 2021. Geraadpleegd op 23 June 2020.
  2. ↑ (en) Chang, Kenneth, "Mars Is About to Have Its "Wright Brothers Moment" - As part of its next Mars mission, NASA is sending an experimental helicopter to fly through the red planet's thin atmosphere.", The New York Times, 23 juni 2020. Gearchiveerd op 23 juni 2020. Geraadpleegd op 23 June 2020.
  3. ↑ (en) Leone, Dan, "Elachi Touts Helicopter Scout for Mars Sample-Caching Rover", SpaceNews, 19 november 2015. Geraadpleegd op 20 november 2015.
  4. ↑ (en) Strickland, Ashley, "The Ingenuity helicopter carried a piece of Wright brothers history to Mars", 24 maart 2021.
  5. ↑ (en) Harwood, William, "NASA readies Ingenuity Mars helicopter for first flight above the red planet", cbsnews.com, 23 maart 2021. Gearchiveerd op 5 mei 2021. Geraadpleegd op 3 mei 2021.
  6. ↑ (en) NASA Jet Propulsion Laboratory, NASA Previews First Flight of Mars Helicopter (Media Briefing). Youtube.com (23 maart 2021). Gearchiveerd op 1 juni 2021. Geraadpleegd op 3 mei 2021.
  7. ↑ (en) Bijan Stephen, Linux has made it to Mars. The Verge (19 februari 2021). Gearchiveerd op 26 april 2021. Geraadpleegd op 26 april 2021.
  8. ↑ Er staat een helikopter of Mars - en binnenkort gaat 'ie vliegen!. Scientas.nl (6 april 2021). Gearchiveerd op 6 april 2021. Geraadpleegd op 06 april 2021.
  9. ↑ Eerste vlucht van Mars-helikopter uitgesteld na technisch probleem. NOS.nl (11 april 2021). Gearchiveerd op 11 april 2021. Geraadpleegd op 11 april 2021.
  10. ↑ (en) NASA’s Ingenuity Mars Helicopter Succeeds in Historic First Flight, NASA, 19 april 2021. Gearchiveerd op 19 mei 2023.
  11. ↑ (en) First flight of the Ingenuity Mars helicopter: Live from Mission Control, YouTubekanaal NASA, uitgezonden op 19 april 2021
  12. ↑ (en) Tweet van Thomas Zurbuchen, Twitter, 19 april 2021. Gearchiveerd op 27 april 2021.
  13. ↑ (en) Tweet van JPL, Twitter, 22 april 2021. Gearchiveerd op 22 april 2021.
  14. ↑ Marshelikopter Ingenuity legt snelste en verste vlucht af tot nu toe. Nu.nl (26 april 2021). Gearchiveerd op 26 april 2021. Geraadpleegd op 26 april 2021.
  15. ↑ (en) NASA's Ingenuity Mars Helicopter Flies Faster, Farther on Third Flight. NASA (25 april 2021). Gearchiveerd op 27 april 2021. Geraadpleegd op 26 april 2021.
  16. ↑ (en) Jeff Foust, Ingenuity shifts from technology to operations demo after successful fourth flight, SpaceNews, 30 april 2021. Gearchiveerd op 8 augustus 2023.
  17. ↑ (en) NASA’s Ingenuity Mars Helicopter Completes First One-Way Trip. NASA (7 mei 2021). Gearchiveerd op 14 juni 2021. Geraadpleegd op 9 mei 2021.
  18. ↑ (en) NASA’s Ingenuity Mars Helicopter Reaches a Total of 30 Minutes Aloft, NASA, 15 december 2021. Gearchiveerd op 1 januari 2023.
  19. ↑ (en) Wall, Mike, NASA's Mars helicopter Ingenuity helicopter aces 20th flight on Red Planet. Space.com (28 februari 2022). Gearchiveerd op 6 maart 2022. Geraadpleegd op 6 maart 2022.
  20. ↑ (en) Wall, Mike, Mars helicopter Ingenuity aces record-breaking 25th flight. Space.com (14 april 2022). Gearchiveerd op 17 april 2022. Geraadpleegd op 17 april 2022.
  21. ↑ (en) Wall, Mike, Ingenuity Mars helicopter snaps amazing photos of Perseverance rover's landing gear. Space.com (28 april 2022). Gearchiveerd op 30 april 2022. Geraadpleegd op 30 april 2022.
  22. ↑ Kraaijvanger, Caronline, Marshelikopter maakt werkelijk fantische foto’s van een door ons aangerichte bende op Mars. Scientias.nl (30 april 2022). Gearchiveerd op 30 april 2022. Geraadpleegd op 30 april 2022.
  23. ↑ (en) Mars helicopter spots Perseverance landing gear debris during flight (Video). VideoFromSpace. Youtube.com (28 april 2022). Geraadpleegd op 30 april 2022.
  24. ↑ (en) Wall, Mike, NASA's Ingenuity helicopter makes 30th Martian flight. Space.com (23 augustus 2022). Gearchiveerd op 10 september 2022. Geraadpleegd op 10 september 2022.
  25. ↑ (en) Flight 72 Status Update, NASA, 20 januari 2024
  26. ↑ (en) X bericht van NASA JPL, x.com, 21 januari 2024
  27. ↑ (en) After Three Years on Mars, NASA’s Ingenuity Helicopter Mission Ends, NASA JPL, 25 januari 2024
Mediabestanden
Zie de categorie Ingenuity helicopter van Wikimedia Commons voor mediabestanden over dit onderwerp.