Warum Ingenuity vor seinem ersten Flugversuch einige „brutal kalte Marsnächte“ überleben lassen?

Der Perseverance Mars Rover der NASA twitterte :

Ingenuity, der Mars-Helikopter, den ich trage, funktioniert wie erwartet. Ich lade es gerade auf, aber sobald ich es abgesetzt habe, verlässt es sich ausschließlich auf seine Sonnenkollektoren. Wenn es die brutal kalten Marsnächte überlebt, wird das Team einen Fluchtversuch unternehmen.

Frage: Wenn die Überlebensfähigkeit zweifelhaft ist, warum nicht den ersten Testflug am selben Tag durchführen, an dem es abgeworfen wurde? Vermutlich würde es vom Rover aus voll aufgeladen werden, und in ein paar Stunden könnte sich Perseverance in eine sichere Sichtweite entfernen.

aktualisieren:

Ingenuity (Hubschrauber) von Wikipedia verlinkt auf Mars Helicopter Technology Demonstrator (Canham et al. 2018, AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference, archiviert ), in dem es heißt:

Eine Herausforderung bei der Verwendung von handelsüblichen Baugruppen für elektronische Systeme, die auf dem Mars eingesetzt werden sollen, sind die zu erwartenden niedrigen Temperaturen auf der Oberfläche. Nachts werden die Antennen- und Kabelbaugruppen Temperaturen von bis zu -140 ° C ausgesetzt. Die Elektronikbaugruppen sowohl an der Basisstation als auch am Helikopter werden bei Bedarf durch Heizgeräte "warm" (nicht unter -15 ° C) gehalten ...

Ich freue mich auf die Antwort! Ich vermute, dass sie überprüfen müssen, ob der Rest des Rovers gut funktioniert, bevor sie ihn einsetzen. Wird es nicht vom Bauch des Rovers aus eingesetzt? Also muss der Rover es absetzen und dann wegfahren?
Natürlich wurde Ingenuity bei diesen niedrigen Temperaturen getestet, "Wenn es überlebt ..." ist nur eine Art zu sagen, um es zu einem noch aufregenderen Event zu machen!
@Cornelisinspace Eine bessere Möglichkeit, den Hype aufrechtzuerhalten, wäre, mehr Daten öffentlich zu teilen, da die Komponenten vom Pfadfinder bis zum Einfallsreichtum ungefähr gleich bleiben, ebenso wie brutal kalte Marsnächte.

Antworten (2)

Zunächst einmal werden gemäß Abb. 2 der Meteorologischen und Äolischen Multimodellvorhersagen für den Mars 2020 und die Jezero-Kraterregion die nächtlichen Oberflächen- und Atmosphärentemperaturen für Ingenuity nicht unter minus 90 Grad Celsius fallen .
Außerdem zeigt dieses Papier , dass Ingenuity 4 Stunden lang im Thermalvakuum bei minus 90 Grad Celsius getestet wurde und die Schlussfolgerung war, dass der Hubschrauber die Funktionstests erfolgreich bestanden hat.

Aus dem INGENUITY MARS HELICOPTER Landing Press Kit :

Der Mars hat über klirrende Temperaturen mit Nächten von bis zu minus 130 Grad Fahrenheit (minus 90 Grad Celsius) im Jezero-Krater. Diese Temperaturen werden die ursprünglichen Konstruktionsgrenzen der in Ingenuity verwendeten Standardteile überschreiten. Tests auf der Erde bei den vorhergesagten Temperaturen zeigen, dass sie wie vorgesehen funktionieren sollten, aber das Team freut sich auf den echten Test auf dem Mars. Eines der ersten Ziele von Ingenuity auf dem Roten Planeten ist es, zum ersten Mal die eisige Marsnacht zu überleben.

( Hervorhebung von mir)

Von Mars Helicopter Technology Demonstrator :
IV.Mars Helicopter Engineering Development Model
H.Thermal System

Der Helikopter muss die Kälte der Nacht auf dem Mars überstehen, wo die Temperaturen auf -100 °C oder darunter fallen können. Die kritischste Komponente ist die Batterie, die die ganze Nacht über auf -15 °C gehalten wird, da sie die an den Batteriezellen angebrachten Kapton-Folienheizungen mit Strom versorgt. Die Avionikplatinen im ECM umgeben die Batterie und werden aufgrund ihrer Nähe zur warmen Batteriebaugruppe auch auf einer erhöhten Temperatur gehalten. Die Isolierung um die Avionikplatinen herum erfolgt durch einen Kohlendioxidspalt von 3 cm Breite.

Ingenuity wurde entwickelt und getestet, um viele Marsnächte zu überstehen, es besteht kein Grund zur Eile!

Aus dem INGENUITY MARS HELICOPTER Landing Press Kit (Seite 21):

Meilensteine
​​Sobald Ingenuity an der Oberfläche stationiert ist, hat es 30 Sols (31 Tage der Erde), um seine Aktivitäten abzuschließen. Die erste Phase ist ein Inbetriebnahmeprozess, der voraussichtlich etwa eine Woche dauern wird ; dann beginnen die ersten Flugversuche.
Zu Beginn der Oberflächenoperationen von Ingenuity wird der Hubschrauber darauf abzielen, die folgenden Meilensteine ​​zu erreichen:

  • Hält autonom warm durch die extrem kalten Marsnächte (so kalt wie minus 130 Grad Fahrenheit oder minus 90 Grad Celsius ).
  • Autonomes Aufladen mit seinem Solarpanel.
  • Bestätigung der Kommunikationsverbindung: zwischen dem Hubschrauber und seiner Basisstation; zwischen der Basisstation und dem Kommunikationssystem des Rovers; und dann zwischen dem Rover und der Erde bis zurück zu den Helikopterflugbetreibern.
  • Das Entriegeln der Rotorblätter, das Bestätigen, dass die Blätter ihren Winkel oder die Neigung ändern können, und das anschließende Durchführen von Rotationstests sowohl bei niedriger Geschwindigkeit (50 U/min) als auch bei hoher Geschwindigkeit (2.400 U/min), während sie noch auf der Oberfläche stehen.

( Hervorhebung von mir)

All diese Meilensteine ​​brauchen ihre Zeit, genauso wie der Perseverance Rover einige Zeit braucht, um voll funktionsfähig zu werden!

Danke für die fundierte Antwort, das ist hilfreich! Ich kann sehen, dass das gründliche Testen der Kommunikation wie beschrieben eine Weile dauern könnte, ebenso wie das Durchlaufen des Rotortrainings, gefolgt von der Rücksendung der resultierenden Daten nach Hause und allen technischen Analysen und Entscheidungsfindungen, die erforderlich sind, um ein autonomes Fluggerät als gefährlich zu genehmigen Hochgeschwindigkeitspropeller beginnen ihre Arbeit so nah an einem 2,75-Milliarden -Dollar -Rover.
und diese Rotor- und in geringerem Maße Kommunikationstests werden wahrscheinlich die Batterie entladen, so dass vor dem Flugtest mindestens ein , wenn nicht mehrere Ladezyklen erforderlich wären.
Hier gibt es nichts, was die Actwal-Frage anspricht. Diese Antwort ist von geringer Qualität und enthält nur eine Reihe von Zitaten zu den geplanten Ereignissen, nichts darüber, warum jeder dieser Schritte für notwendig erachtet wird. Wer wertet diese Dinge auf??
@Innovine Ich habe den letzten Satz geändert, um deutlich zu machen, dass die Antwort die eigentliche Frage anspricht .
@Cornelisinspace tut nicht wirklich viel für mich ... die Frage ist, warum diese Meilensteine ​​​​da sind. Diese Antwort listet nur die Meilensteine ​​auf.
@Innovine Die Meilensteine ​​werden in der Frage nicht erwähnt, aber sie sind notwendig und brauchen Zeit. Ich denke, die ersten beiden Kommentare erklären das sehr gut.
@Cornelisinspace wieder, nicht einverstanden. Die Frage lautet kurz: "Warum die Nacht überleben", und Ihre Antwort lautet: "Weil es die Nacht überleben muss, bevor es fliegt".
@Cornelisinspace Nur um weiter einzutauchen, nichts in Ihrer Antwort sagt aus, warum der Flug nicht versucht werden kann, bevor die brutale Nacht die Batterien belastet und das gesamte Unternehmen riskiert. Erst der letzte Punkt, das Ausklappen und Testen der Propeller, macht jede Art von Verzögerung verständlich. Dass es autonom aufladen und die Nacht überstehen kann, wird hier nicht mit zusätzlichen Informationen vorgebracht, die den Leser sagen lassen: "Aha, ich verstehe, warum das wichtiger ist als ein Ersttagsflug", sodass Sie dort Raum für Verbesserungen haben.
@Innovine Ingenuity ist ein Test. Fliegen ist nur ein Teil davon, Überleben ein anderer. Wenn ein Test zu Schäden führt, werden zukünftige Tests behindert. Dies ist eine Vermutung, aber um das Beste aus Ingenuity herauszuholen, führen sie zuerst die Tests mit dem geringsten Risiko durch. Es würde mich nicht wundern, wenn das Fliegen aus wissenschaftlicher Sicht als gering angesehen wird; Die Aerodynamik ist gut verstanden.
@Innovine Ich stimme zu, dass die Antwort möglicherweise nicht alles enthält, was sie explizit enthalten sollte. Mein Kommentar versucht, die Punkte zu verbinden; Ich denke, dass etwas in dieser Richtung irgendwie in den Antwortbeitrag selbst aufgenommen werden sollte.
@Cornelisinspace danke für die Bearbeitung; ausgezeichnete antwort!
@Innovine Vielen Dank für Ihre Kommentare, sie haben mich aufgefordert, weitere Nachforschungen anzustellen und informative Ergebnisse zu erzielen.

Zunächst einmal muss Ingenuity die Nächte überstehen, bis es ordnungsgemäß an der Oberfläche eingesetzt werden kann, obwohl es die Kraft von Perseverance dazu hat. Dies ist wahrscheinlich kein bedeutendes Problem, es hat ein geschütztes Gehäuse, damit es EDL überleben kann, das vor dem Einsatz fallen gelassen wird. Dort sollte es eine Weile gut gehen.

Dann muss es eingesetzt werden, und Perseverance muss sich entfernen. Die Bewegungsrate von Perseverance beträgt 100 m/Tag, vorausgesetzt, sie gehen mit voller Geschwindigkeit. Ich bin mir nicht sicher, wie weit es sein muss, aber ich vermute mindestens 20 Meter. Wir wissen nicht, ob die Bereitstellung einen Teil der Batterieleistung verbraucht, es könnte gut sein. Als nächstes zeigen die Animationen einige Tests der Propeller vor dem vollen Flug, was wahrscheinlich passieren wird. Schließlich müssen die Batterien vor dem Flugversuch wieder vollständig aufgeladen werden.

Ich vermute eher, dass Perseverance Ingenuity absetzen, wegziehen, einige Fotos machen und dann vor dem eigentlichen Flugversuch einige Tests auf dem Mars durchführen wird. Die Bediener müssen zweifellos überprüfen, ob sie sich tatsächlich vom Rover entfernt haben, bevor sie einen Flug versuchen, man möchte die Ausdauer nicht mit einer günstigen Drohne ruinieren! Nur ein Flug pro Tag ist sogar kaum möglich. Alles in allem vergehen vom Einsatz bis zur Flugbereitschaft einige Tage, es muss also einige Tage in der Kälte überstehen, bevor es einen Flugversuch wagen kann.

Wie die meisten anderen Antworten bereits sagten, muss eine Kalibrierung vorgenommen werden, und die Bediener vor Ort müssen zweifellos sicherstellen, dass sie sich tatsächlich am Boden befinden. Die Demovideos zeigen, wie es einige Blatttests durchführt, ohne einen Flugversuch zu unternehmen, wenn es zuerst an der Oberfläche ist, gefolgt von einem Flug an einem anderen Tag.
Da war ein bisschen davon drin, aber ich habe es besser gemacht. Ich habe unabhängig eine Menge über Ingenuity recherchiert, es ist schwierig, die Quellen für alles zu finden, aber ...
Warum Ingenuity vor seinem ersten Flugversuch einige „brutal kalte Marsnächte“ überleben lassen?
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