{"id":924,"title":"\u0422\u0435\u0441\u0442, \u0432 \u043a\u043e\u0442\u043e\u0440\u043e\u043c \u043d\u0443\u0436\u043d\u043e \u0432\u044b\u0431\u0438\u0440\u0430\u0442\u044c \u043c\u0435\u0436\u0434\u0443 \u0434\u0435\u043d\u044c\u0433\u0430\u043c\u0438 \u0438 \u0436\u0438\u0437\u043d\u044c\u044e","url":"\/redirect?component=advertising&id=924&url=https:\/\/tjournal.ru\/special\/lifeormoney&placeBit=1&hash=1088c2513c7bd317f99be2331d1980097d8811f861423617cdb624150d416ace","isPaidAndBannersEnabled":false}
Наука
Никита Логинов

Слабая атмосфера, жестокие морозы и никакой помощи с Земли: в каких условиях придётся летать вертолёту на Марсе Статьи редакции

Первый полёт NASA назначило на 11 апреля, но вопросов об операции накопилось предостаточно.

Марсоход Perseverance во время посадки на красную планету Фото NASA

В феврале на поверхность Марса благополучно сел ровер Perseverance («Настойчивость»). Его основная задача — поиски признаков жизни. Для этого Perseverance будет исследовать марсианский грунт «на месте», а также бурить его, извлекать образцы и готовить их к первой в истории доставке на Землю в 2031 году.

Помимо этого, на Perseverance возложена ещё одна историческая миссия. С его помощью учёные NASA хотят запустить вертолёт Ingenuity («Изобретательность») — первый атмосферный летательный аппарат на другой планете. Всего запланировано пять полётов, первый из них должен состояться 11 апреля.

А это — сам Ingenuity, марсианский вертолёт. Уже «высаженный» на планету, но ещё не приведённый в полную готовность Фото NASA

Выглядит первый полёт Ingenuity совсем нехитрым делом. Вертолёт должен оторваться от поверхности, взлететь на три метра и продержаться так 30 секунд, после чего сесть обратно на грунт. Но то, что очень просто сделать на Земле, на Марсе оборачивается чередой сложностей.

Сложность номер один: никакой интерактивности

Ровером Perseverance управляют специалисты NASA с Земли, получая от него поток телеметрии и посылая взамен команды управления. Для этого марсоходу хватает бортового компьютера с одноядерным PowerPC-процессором с частотой 200 МГц, 256 МБ оперативной памяти и флеш-накопителем объёмом 2 ГБ.

Perseverance передаёт данные спутнику MRO на орбите Марса со скоростью до 2 МБит/сек. Спутник же держит связь с Землёй через систему Deep Space Network (сеть дальней космической связи). Это большие радиоантенны в США, Испании и Австралии. При надобности марсоход может и сам напрямую связаться с Землёй через Deep Space Network со скоростью до 3000 бит/сек.

Через такие антенны диаметром 34 и 70 метров NASA держит связь с межпланетными аппаратами Фото Hector Blanco de Frutos

Сейчас между Землёй и Марсом более 270 миллионов километров. На то, чтобы пройти от Земли до Марса и обратно, радиосигнал тратит не меньше получаса. При таком «пинге» управлять марсоходом очень трудно, а вертолётом и вовсе невозможно. Максимальное время полёта Ingenuity — всего полторы минуты. Батарея вертолёта сядет в 20 раз быстрее, чем он дождётся следующей команды с Земли.

Поэтому марсианский вертолёт должен будет летать сам, анализируя видеопоток с маленькой камеры и корректируя полёт в реальном времени. Задача весьма ресурсоёмкая, так что на Ingenuity поставили компьютер помощнее: 4-ядерный процессор с частотой 2,26 ГГц, 2 ГБ оперативной памяти и флеш-накопитель на 32 ГБ.

Вертолёт Ingenuity во время сборки на Земле Фото NASA

Для специалистов NASA полёты Ingenuity будут проходить практически вслепую. У них не будет возможности знать, всё ли в порядке — вертолёт не может передавать телеметрию в полёте. Так что специалистам останется лишь ждать, как отработают заранее написанные программы, не имея никакой возможности что-то поправить «на ходу».

Сложность номер два: морозные ночи

4 апреля марсоход опустил Ingenuity на грунт и отъехал в сторону, чтобы не мешать будущим взлётам и посадкам. Вертолёт остался один на один с марсианскими ночами, во время которых температура падает до −90 °C.

Электрическая «начинка» вертолёта такого холода не выдержит — она потрескается и выйдет из строя. Поэтому батарея Ingenuity с помощью плёночных нагревателей должна не дать температуре внутри корпуса упасть ниже −15 °C.

За электропитание Ingenuity отвечают шесть литий-ионных аккумуляторов производства Sony. Их общая ёмкость достигает 40 Вт⋅ч, и заряжаться они должны от солнечной батареи вертолёта. Перед тем, как опустить вертолёт на грунт, марсоход подзарядил его аккумуляторы от своей батареи.

Трёхмерная модель Ingenuity. Солнечная панель расположена сверху, над винтами Фото NASA

6 апреля стало ясно, что свою первую ночь на поверхности Марса Ingenuity успешно пережил. Но до первого полёта пройдёт ещё как минимум пять таких ночей.

Сложность номер три: очень слабая атмосфера и гравитация

Этот пункт и сподвиг NASA затеять миссию с вертолётом. Дело в том, что у поверхности Марса плотность атмосферы примерно равна плотности земной атмосферы на высоте 30 километров. А ведь именно от этого показателя зависит величина подъёмной силы, которую могут создать винты вертолёта.

Рекорд высоты полёта для вертолётов на сегодняшний день составляет 12,4 километра и принадлежит французскому Aérospatiale SA 315B Lama. Но обычно даже горные вертолёты не взлетают выше шести километров.

Чтобы в таких условиях оторваться от поверхности, марсианскому вертолёту придётся «молотить винтами» в пять раз интенсивнее, чем это делают его земные собратья. Ротор Ingenuity будет вращаться со скоростью до 2537 об/мин против 500 об/мин у обычных вертолётов.

Вертеть с такой скоростью лопастями диаметром 1,2 метра — дело нетривиальное. Требуется крайне точная балансировка и подгонка деталей. На испытаниях в земных лабораториях первые прототипы то и дело выходили из-под контроля.

Первые шаги (точнее, прыжки) к будущему Ingenuity Видео NASA / JPL-Caltech

Чтобы решить эту проблему, инженерам пришлось изготовить более лёгкие и одновременно более жёсткие винты, а также пойти ещё на ряд ухищрений. Их усилия увенчались успехом — прототипы стали нормально взлетать.

Но как поведёт себя вертолёт в реальности, точно сказать не может никто. Да, инженеры NASA имитировали в испытательных камерах марсианские условия: откачивали большую часть воздуха, меняли его газовый состав. Вот только есть фактор, который так просто не смоделировать — гравитация.

Из-за меньшей силы тяжести Ingenuity на Марсе весит всего 680 граммов вместо земных 1,8 килограмма. С одной стороны, это поможет взлёту, а с другой — вполне может оказать непредвиденный эффект и нарушить всю программу полёта. Изменить которую уже не получится.

Отдавая дань значимости миссии, инженеры NASA закрепили под солнечной панелью вертолёта кусочек ткани с крыла Flyer I — планера братьев Райт, на котором они в 1903 году совершили первый в истории полёт на самолёте. Если братья открыли авиационную эру на Земле, то Ingenuity должен открыть её на Марсе.

0
81 комментарий
Популярные
По порядку
Написать комментарий...
Мутный корабль

Спасибо за очень интересную статью!

Ответить
70
Развернуть ветку
Andrew Kook

Давящая атмосфера, жесткие строители и никакой помощи внутри:

Ответить
68
Развернуть ветку
Vyacheslav Gorin

Для этого марсоходу хватает бортового компьютера с одноядерным PowerPC-процессором с частотой 200 МГц, 256 МБ оперативной памяти и флеш-накопителем объёмом 2 ГБ.

А тем временем приложение "подушка пердушка" на консумерских обмылках требует не менее 4 ядер, 4 ГБ ОЗУ и 8 ГБ на накопителе

Ответить
38
Развернуть ветку
XTheme

Так разраб-Васян из нижних пердищ не заморачивается с оптимизацией, а у наса все оптимизировано донельзя

Ответить
24
Развернуть ветку
Никита Логинов

Да, марсоходу не приходится ворочать многослойными фреймворками :)

Ответить
14
Развернуть ветку
Методический дым

Комментарий удален по просьбе пользователя

Ответить
1
Развернуть ветку
Gregory

Которые в случае подобных "подушек пердушек"
они в первую очередь нужны для консьюмерских приложений, где time-to-market - одна из ключевых метрик, в отличие от наса. Вот наши военные тоже на допотоном железе и ПО живут и не жалуются. И это нормально, это разные рынки

Ответить
2
Развернуть ветку
Методический дым

Комментарий удален по просьбе пользователя

Ответить
3
Развернуть ветку
Gregory

как говорится, рыночек порешал

Ответить
1
Развернуть ветку
испанский смех

какая там ось, QNX?

Ответить
0
Развернуть ветку
Мутный корабль

Anything else you can share with us that engineers might find particularly interesting?

This the first time we’ll be flying Linux on Mars. We’re actually running on a Linux operating system. The software framework that we’re using is one that we developed at JPL for cubesats and instruments, and we open-sourced it a few years ago. So, you can get the software framework that’s flying on the Mars helicopter, and use it on your own project. It’s kind of an open-source victory, because we’re flying an open-source operating system and an open-source flight software framework and flying commercial parts that you can buy off the shelf if you wanted to do this yourself someday. This is a new thing for JPL because they tend to like what’s very safe and proven, but a lot of people are very excited about it, and we’re really looking forward to doing it.

Ответить
1
Развернуть ветку
испанский смех

я не говорю по черному

Ответить
0
Развернуть ветку
испанский смех

только топлю

Ответить
–1
Развернуть ветку
Василий Дробовский

QNX, кстати вполне ничего, особенно когда процессов больше 8 (ну к примеру несколько независимых).
А если ещё меньше оперативной памяти (например 1гб всего), а процессов больше 18ти - тогда LynuxOS.

Ответить
1
Развернуть ветку
испанский смех

qnx для таких вещей и создавался лол)

Ответить
0
Развернуть ветку
Мутный корабль

Linux

Ответить
0
Развернуть ветку
испанский смех

это его и погубит

Ответить
1
Развернуть ветку
Мутный корабль

Да там всего 5 полётов, что может пойти не так в плане софта?

Ответить
1
Развернуть ветку
испанский смех
Ответить
4
Развернуть ветку
Мутный корабль

УБЕДИЛ

Ответить
1
Развернуть ветку
испанский смех

жгу?

Ответить
1
Развернуть ветку
Мутный корабль

Нет, бывало и смешнее

Ответить
1
Развернуть ветку
Мутный корабль

Насколько я помню у марсахода старая платформа для экономии времени производства и испытаний. А вертолет сделан как я читал на куалкоме 810, там девборд помоему специальный для дронов на этом чипсете :)

Ответить
2
Развернуть ветку
Gregory

а тем временем пользователь визжит как свин и удаляет приложение, если оно не дай бог не такое красивое, как могло бы быть. 

Ответить
0
Развернуть ветку
Закомплексованная Душа

Вот нахуй им этот Марс сдался, может быть лучше на земле порядок навели

Ответить
–32
Развернуть ветку
Sasha Grytsanchuk

«Вот нахуй им эта «Новая Земля» сдалась? Лучше бы порядок в Европе навели»- рандомный микрочел из XVI века

Ответить
32
Развернуть ветку
Sasha Grytsanchuk

Ну и кстати интересно как инженеры и программисты на земле порядок наводили бы

Ответить
4
Развернуть ветку
Егор Сорокин

Сделали бы мировое правительство на основе agile.

Ответить
11
Развернуть ветку
Ваша Закладко

с бэклога оуэли бы 

Ответить
1
Развернуть ветку
испанский смех

это анархия

Ответить
1
Развернуть ветку
Нервный танк88

Комментарий удален по просьбе пользователя

Ответить
21
Развернуть ветку
Мутный корабль
Ответить
7
Развернуть ветку
Никита Логинов

Зачем концентрировать все ресурсы на чём-то одном? Это не выглядит разумной стратегией.

Ответить
1
Развернуть ветку
некипишуй

а не надо концентрировать на чем то одном, просто не надо тратить на всякую херню

Ответить
1
Развернуть ветку
Никита Логинов

Как отличить херню от не херни?

Ответить
2
Развернуть ветку
Слава Инженеров

спросить у "некипишуя"

Ответить
2
Развернуть ветку
некипишуй

либо так

Ответить
0
Развернуть ветку
некипишуй

только жизненный опыт

Ответить
1
Развернуть ветку
Dmitry Sursin

Несколько миллионов астероидов вместе с авторитарными странами рады вашему комментарию.
+10 рейтинга к должности на случай ядерной зимы или пробитии озонового слоя и +20% стать пушечным мясом в предстоящей войне где ни будь в горячей точке.
UPD: 
Кстати рубль сегодня подешевел... тоже марсоход виноват на Марсе?

Ответить
–1
Развернуть ветку
Закомплексованная Душа

Зря перестал принимать таблетки

Ответить
–1
Развернуть ветку
Мутный корабль

Кому им? Кто навели?

Ответить
0
Развернуть ветку
Слава Инженеров

Ученым ракетчикам и инженерам по марсоходам порядок наводить?

Ответить
0
Развернуть ветку
Plan 🇧&🇨

Слабая атмосфера, жестокие морозы и никакой помощи с Земли

Спасибо за детальное описание Томска

Ответить
8
Развернуть ветку
Влад Соколов

Ну до оборотов винтов можно доебаться тк скорость вращения зависит от их размера, на мавике например диапозон от 5к до 9к в мин

Ответить
5
Развернуть ветку
Никита Логинов

А там какого размера винты?

Ответить
0
Развернуть ветку
Потенциальный мангал

Комментарий удален по просьбе пользователя

Ответить
0
Развернуть ветку
Влад Соколов

там х10 приписано

Ответить
0
Развернуть ветку
Потенциальный мангал

Комментарий удален по просьбе пользователя

Ответить
0
Развернуть ветку
Мутный корабль

Вот марсиане офигеют, когда эта штука запрыгает

Ответить
5
Развернуть ветку
Zero-one-one

Молодец. Держишь планку, как всегда.... 

Ответить
3
Развернуть ветку
Sasha Grytsanchuk

хорошо?

Ответить
2
Развернуть ветку
Zero-one-one

Да

Ответить
5
Развернуть ветку
Никита Логинов

Надеюсь, что так :)

Ответить
3
Развернуть ветку
испанский смех

так говорить

Ответить
1
Развернуть ветку
Денис Сенькин

не читал комменты, но может уже кто-то поправил про то, что вертолет не может иметь 2 кг на Земле и 600 грамм на Марсе, но может иметь разный вес?

Ответить
2
Развернуть ветку
Никита Логинов

Я ведь так и написал: "весит" :) 

Ответить
0
Развернуть ветку
Денис Сенькин

да, но вес в Ньютонах :(
весит аналогично 600 г объекту на Земле, возможно так?

Либо я просто зануда и можно забить)

Ответить
5
Развернуть ветку
Бомбер Бомберович
Ответить
7
Развернуть ветку
Deerp Deerp

Да, вес в Ньютонах, масса в килограммах. 
Нужно поправить

Ответить
2
Развернуть ветку
Никита Логинов

Вес в ньютонах прозрачно транслируется в килограммы с помощью устройства, которое называется "весы". Писать такие уточнения смысла нет, даже учёные между собой так не буквоедствуют.

Ответить
2
Развернуть ветку
Никита Логинов

Ну, это всё-таки научно-популярная статья :) 

Ответить
0
Развернуть ветку
Чехол от очков

Ну, всё-таки научно-популярная статья предполагает отсутствие упрощений хотя бы в рамках школьной программы...

Ответить
3
Развернуть ветку
испанский смех

это ввергание в темное средневековье

Ответить
1
Развернуть ветку
Никита Логинов

Ты раскрыл мой тайный план :C

Ответить
1
Развернуть ветку
испанский смех

тоже возмутился, это неприемлемо

Ответить
1
Развернуть ветку
Temir

Нихрена не понятно про то, куда данные передаёт сам ingenuity.
Он может на спутник передавать?
Или только через perseverance?
Какими сенсорами, оборудованием оснащён чтоб суметь аэродинамические данные собрать? Или какие данные он может собрать?

Ответить
1
Развернуть ветку
Владислав Косинов

Для того что бы добить до спутника на низкой орбите Марса у него естественно нет на это нужной антенны и усилителя, ибо одним из важнейших целей всего проекта была минимально возможная масса аппарата. Поэтому короткий полет будет полностью автономным, будут сделаны фотки, возможно даже с высокой частотой что бы сделать небольшой ролик. Далее, после посадки и зарядки батарей солнечной панелью, фотки и телеметрия будет передана марсоходу, насколько я помню по протоколу ZigBee на 2,4 Ггц, это достаточно известный, достаточно энергоэффективный, беспроводной интерфейс для систем умных домов, применяется например в лампочках Philips Hue и проч. Ну а далее Perseverance  все передаст спутнику, он НАСА, ну а после обработки, нам на TJ. Кроме фоток и телеметрии самого аппарата (высота, ускорение) больше никаких данных он передавать не должен.

Ответить
5
Развернуть ветку
Лев Марков

Спасибо НАСА за оперативность и плотное сотрудничество с TJ

Ответить
1
Развернуть ветку
Физический мангал

Комментарий удален по просьбе пользователя

Ответить
2
Развернуть ветку
испанский смех

братья Райт совершили не первый полет, а первый управляемый полёт ☝🏿

Ответить
2
Развернуть ветку
испанский смех

4 апреля марсоход опустил Ingenuity
теперь он петушара😂🤣

Ответить
1
Развернуть ветку
Мутный корабль

Удали

Ответить
–1
Развернуть ветку
испанский смех
Ответить
2
Развернуть ветку
Bkmz Иванов

В канун юбилея. Пропагандоны на говно могут изойтись

Ответить
1
Развернуть ветку
Ваша Закладко

пусть едут

Ответить
0
Развернуть ветку
Виктор Запруднов

А как быстро эти все аппараты долетают с Земли?

Ответить
1
Развернуть ветку
Мутный корабль

Зависит от времени запуска и положений Земли и Марса, в среднем 150-200 дней

Ответить
2
Развернуть ветку
Мутный корабль

На то, чтобы пройти от Земли до Марса и обратно, радиосигнал тратит не меньше получаса.
А почему так долго? Вроде же скорость радиосигнала равна скорости света?

Ответить
1
Развернуть ветку
Никита Логинов

Да. Но и расстояние немаленькое, хотя казалось бы — соседняя планета...

https://theskylive.com/mars-info#:~:text=Mars%20Distance%20from%20Earth,Mars%20and%20arrive%20to%20us.

Ответить
1
Развернуть ветку
Мутный корабль

Лол, это я мощно тупанул, представив прямую линию Солнце-Марс-Земля, т.е. позиция, при которой Марс наиболее близок к Земле =)

Спасибо за статью

Ответить
2
Развернуть ветку
Сергей Сергеев

 Первые шаги (точнее, прыжки) к будущему Ingenuity Видео NASA / JPL-Caltech

Ответить
–7
Развернуть ветку

Комментарий удален

Развернуть ветку
Читать все 81 комментарий
null