Ingenuity zakręcił wirnikami na Marsie. Przełomowy lot w niedzielę. O co chodzi w eksperymencie NASA?

Bartłomiej Pawlak
Eksperymentalny dron Ingenuity już w niedzielę wzniesie się ponad powierzchnię Marsa. Na razie przeszedł testy i pierwszy raz zakręcił wirnikami. Będzie to lot historyczny, bo po raz pierwszy wykorzystujący siłę nośną. O co dokładnie chodzi w tej misji?
Zobacz wideo NASA opublikowała nagranie z lądowania łazika Perserverance

NASA zamierza dokonać czynu, który niektórzy porównują nawet do tego, co niespełna 120 lat temu dokonali Bracia Wright. Amerykańska agencja chce konkretnie po raz pierwszy w historii wznieść się ponad powierzchnię planety innej niż Ziemia, wykorzystując do tego siłę nośną.

Ingenuity - niewielki dron, wielki eksperyment

Dokonać ma tego przy pomocy niewielkiego, eksperymentalnego urządzenia Ingenuity. To pojazd latający przypominający drona (NASA używa nazwy helikopter), który ma 49 cm wysokości i został wyposażony w wirniki o średnicy 1,2 m.

Dron Ingenuity już na Marsie czeka na pierwszy lotDron Ingenuity już na Marsie czeka na pierwszy lot fot. NASA/JPL-Caltech

Cała elektronika drona została "upchnięta" w niewielkim prostopadłościanie, w którym zmieściły się też stosunkowo pojemne baterie. Energia w nich zgromadzona musi wystarczyć po pierwsze do ogrzania elektroniki, bo temperatury w tej części Marsa wahają się obecnie między minus 20 a minus 90 stopni Celsjusza. Po drugie dostarcza też energię do dwóch kamer umieszczonych w dolnej części drona oraz systemu łączności z łazikiem Perseverance. Po trzecie oczywiście do napędzenia wirników.

A te energii pobierają całkiem sporo, bo aby udźwignąć Ingenuity muszą kręcić się z prędkością oscylującą wokół 2,4 tys. obrotów na minutę. To kilkukrotnie szybciej niż w przypadku wirników tradycyjnych ziemskich helikopterów. Wszystko z powodu bardzo rzadkiej atmosfery na Marsie (ciśnienie przy powierzchni jest ponad 100 razy mniejsze niż na Ziemi).

Stworzenie drona, który będzie w stanie podnieść się z powierzchni w takich warunkach, było niezwykłym wyzwaniem. To sztuka kompromisu w wykonaniu badaczy z NASA. Helikopter musiał dostać na tyle pojemne baterie, aby (przez w miarę rozsądny czas) zasilać bardzo szybko obracające się wirniki, a jednocześnie nie mógł być ciężki, bo to znacznie utrudniło lub uniemożliwiłoby zadanie.

Dron Ingenuity wraz łazikiem Perseverance na MarsieDron Ingenuity wraz łazikiem Perseverance na Marsie fot. NASA/JPL-Caltech/MSSS

Aby obniżyć wagę urządzenia, NASA musiała się mocno natrudzić i stosować możliwie najlżejsze materiały, takie jak karbon. W efekcie Ingenuity ma masę 1,8 kg, ale warto zaznaczyć, że na Marsie jego ciężar będzie trzy razy mniejszy niż na Ziemi.

Wypracowany kompromis pozwoli na wykonywanie lotów o maksymalnej długości 90 sekund. Po tym czasie helikopter będzie musiał wylądować i ponownie naładować swoje akumulatory z paneli słonecznych. To bardzo istotne, bo energia będzie potrzeba do przetrwania kolejnej zimnej nocy na Marsie.

Dziewiczy lot już w niedzielę

NASA przygotowuje drona Ingenuity do pierwszego lotu już od kilku dni. W zeszłym tygodniu pojazd wykonał tzw. "odwrócone origami", a po kilku dniach został odcięty od łazika (wcześniej był podczepiony do podwozia Perseverance).

Od tygodnia funkcjonuje już na Marsie zupełnie samodzielnie, korzystając z własnego systemu zasilania, a nie energii dostarczanej przez Percy'ego. Czas ten NASA poświęciła na wykonanie wszystkich kluczowych testów Ingenuity i wykonała wiele zdjęć helikoptera stojącego na czerwonym regolicie. Wcześniej sprawdziła też działanie jednej z kamer przyczepionej do drona:

Zdjęcie wykonane z kamery, w którą wyposażony jest dron IngenuityZdjęcie wykonane z kamery, w którą wyposażony jest dron Ingenuity fot. NASA/JPL-Caltech

W piątek amerykańska agencja poinformowała o osiągnięciu - jak to sama nazwała - kolejnego "kroku milowego" przed pierwszym lotem. Po raz pierwszy zwolniona została blokada wirników Ingenuity, które na czas transportu z Ziemi na Marsa oraz przygotowań do lotu były zablokowane w jednej pozycji.

Specjaliści z NASA mieli więc okazję sprawdzić, jak wirniki obracają się smagane wiatrem i czy nie widać tam żadnych nieprawidłowości. Moment ten nagrały kamery łazika Perseverance, który oddalił się już na bezpieczną odległość od helikoptera i również będzie obserwować historyczny lot.

embed

Źródło: NASA/JPL-Caltech

Dojdzie do niego już niebawem, bo w niedzielę 11 kwietnia (wyniki eksperymentu NASA ogłosi dzień później). O ile oczywiście agencja uzna warunki atmosferyczne na Marsie za sprzyjające i nie zostanie stwierdzony żadnej problem ze sprzętem. W razie przypuszczenia, że cokolwiek może pójść nie tak, start zostanie przełożony na inny termin.

Jak będzie wyglądał lot i jaki jest cel misji?

Pierwszy lot Ingenuity nie będzie jednak szczególnie spektakularny. Helikopter rozkręci swoje wirniki do prędkości dokładnie 2 537 obrotów na minutę i wzniesie się na wysokość trzech metrów z prędkością 1 m/s. Zgodnie z planem ma zawisnąć na tej wysokości na 30 sekund, a następnie miękko wylądować na powierzchni. Tylko tyle i aż tyle.

Perseverance zrobił na Marsie selfie z dronem IngenuityPerseverance zrobił na Marsie selfie z dronem Ingenuity fot. NASA/JPL-Caltech/MSSS

Ingenuity nie będzie jednak wykonywał badań. Cel jest prosty - NASA chce sprawdzić, czy loty wykorzystujące siłę nośną są na Marsie w ogóle możliwe. Testy wykonywane w komorach próżniowych na Ziemi pokazywały, że tak, jednak warunki laboratoryjne były jedynie zbliżone do tych marsjańskich. Właściwy eksperyment odbędzie się w niedzielę.

Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, NASA nie wyklucza kolejnych lotów, które dostarczą badaczom kolejnych ciekawych danych. Agencja nie podała, ile ich będzie. Wiadomo jednak, że misja Ingenuity potrwa 30 dni od momentu pierwszego lotu. Później dron będzie już tylko ozdabiał powierzchnię Marsa.

Jeśli okaże się, że loty helikopterami na Marsie faktycznie są wykonalne, NASA może zaplanować budowę kolejnych, tym razem już zdecydowanie bardziej zaawansowanych urządzeń. W przyszłości mogłyby stać się podniebnymi "oczami" dla łazików nowych generacji lub nawet astronautów, którzy pojawią się na Czerwonej Planecie w ramach misji załogowych planowanych przez agencję na trzecią dekadę tego stulecia.