{"id":678,"title":"\u0414\u0430 \u2014 \u0430\u043c\u0431\u0438\u0446\u0438\u044f\u043c, \u043d\u0435\u0442 \u2014 \u0438\u0435\u0440\u0430\u0440\u0445\u0438\u0438: \u00ab\u0420\u043e\u0441\u0431\u0430\u043d\u043a\u00bb \u0438\u0449\u0435\u0442 \u0440\u0430\u0437\u0440\u0430\u0431\u043e\u0442\u0447\u0438\u043a\u043e\u0432","url":"\/redirect?component=advertising&id=678&url=https:\/\/vc.ru\/special\/rosbank&hash=103c42477fa2c0951e7217ec1e230b755bffb839e0b6121bc42045f631549a5d","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.

{ "author_name": "Никита Логинов", "author_type": "editor", "tags": ["\u0442\u0435\u0445\u043d\u043e\u043b\u043e\u0433\u0438\u0438","\u043c\u0430\u0440\u0441","\u043a\u043e\u0441\u043c\u043e\u0441","nasa"], "comments": 81, "likes": 281, "favorites": 82, "is_advertisement": false, "subsite_label": "science", "id": 362997, "is_wide": true, "is_ugc": false, "date": "Tue, 06 Apr 2021 17:40:49 +0300", "is_special": false }
0
81 комментарий
Популярные
По порядку
Написать комментарий...

Весенний Влад

70

Спасибо за очень интересную статью!

Ответить
68

Давящая атмосфера, жесткие строители и никакой помощи внутри:

Ответить
37

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
24

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

Ответить
14

Да, марсоходу не приходится ворочать многослойными фреймворками :)

Ответить
1

Которые в случае подобных "подушек пердушек" даже и нахуй не нужны.

Ответить
2

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
3

да, tmt — один из тех маркетинговых раков, которые поразили разработку и менеджмент, за что теперь расплачиваемся быстрой разрядкой, нагревом, гигабайтами места, электроном/nwjs/etc, адом зависимостей и безмерно раздутыми бандлами в тех местах, где это нахуй не нужно. Да и об оптимизации сейчас думать не модно, куча фреймворк-макак зря что ли свой хлеб едят...

Ответить
1

как говорится, рыночек порешал

Ответить
0

какая там ось, QNX?

Ответить

Весенний Влад

ouxen
1

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
0

я не говорю по черному

Ответить
–1

только топлю

Ответить
1

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
0

qnx для таких вещей и создавался лол)

Ответить

Весенний Влад

ouxen
0

Linux

Ответить
1

это его и погубит

Ответить

Весенний Влад

ouxen
1

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

Ответить

Весенний

ouxen
1

УБЕДИЛ

Ответить
1

жгу?

Ответить

Весенний

ouxen
1

Нет, бывало и смешнее

Ответить

Связанный космос

Vyacheslav
2

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
0

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

Ответить
–32

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

Ответить
32

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

Ответить
4

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

Ответить
11

Сделали бы мировое правительство на основе agile.

Ответить
1

с бэклога оуэли бы 

Ответить
1

это анархия

Ответить
21

Но "у них" все неплохо.
Люди не голодают, самая крупная экономика в мире, развитые наука и технологии.

Ответить

Соседний пришелец

Рассылка
7
Ответить
1

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

Ответить
1

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

Ответить
2

Как отличить херню от не херни?

Ответить
2

спросить у "некипишуя"

Ответить
0

либо так

Ответить
1

только жизненный опыт

Ответить
–1

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

Зря перестал принимать таблетки

Ответить

Уполномоченный пёс_анон

Закомплексованн…
0

Кому им? Кто навели?

Ответить
0

Ученым ракетчикам и инженерам по марсоходам порядок наводить?

Ответить
8

Слабая атмосфера, жестокие морозы и никакой помощи с Земли

Спасибо за детальное описание Томска

Ответить
5

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

Ответить
0

А там какого размера винты?

Ответить
0

там х10 приписано

Ответить
0

Да, ты прав

Ответить

Естественный хичхакер

5

Вот марсиане офигеют, когда эта штука запрыгает

Ответить
3

Молодец. Держишь планку, как всегда.... 

Ответить
5

Да

Ответить
3

Надеюсь, что так :)

Ответить
1

так говорить

Ответить
2

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
0

Я ведь так и написал: "весит" :) 

Ответить
5

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

Либо я просто зануда и можно забить)

Ответить
2

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

Ответить
2

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
0

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

Ответить
3

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

Ответить
1

это ввергание в темное средневековье

Ответить
1

Ты раскрыл мой тайный план :C

Ответить
1

тоже возмутился, это неприемлемо

Ответить
1

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
5

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
1

Спасибо НАСА за оперативность и плотное сотрудничество с TJ

Ответить
2

 Первые шаги (точнее, прыжки) к будущему Ingenuity

Очень милый видосик

Ответить
2

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

Ответить
1

4 апреля марсоход опустил Ingenuity

теперь он петушара😂🤣

Ответить

Весенний Влад

ouxen
–1

Удали

Ответить
1

В канун юбилея. Пропагандоны на говно могут изойтись

Ответить
0

пусть едут

Ответить
1

А как быстро эти все аппараты долетают с Земли?

Ответить

Весенний Влад

Виктор
2

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

Ответить
1

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

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
2

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
–7

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

Ответить

Комментарий удален

Обсуждаемое
Новости
Разработчик «Спутника V» сообщил о его эффективности в 97,6%. Это данные по результатам вакцинации
В период с 5 декабря 2020 года по 31 марта 2021 года привились 3,8 миллиона россиян.
Новости
В Чечне сыну Кадырова присудили победу на турнире по боксу — сразу после того, как его начал бить соперник
Рефери внезапно остановил поединок и начал отсчитывать стоящему на ногах сопернику нокдаун.
Новости
В США в ДТП с Tesla погибли два человека. За рулём никого не было
Машина сгорела.
Популярное за три дня
Животные
Новости
В Чечне сыну Кадырова присудили победу на турнире по боксу — сразу после того, как его начал бить соперник
Рефери внезапно остановил поединок и начал отсчитывать стоящему на ногах сопернику нокдаун.
Twitter

Комментарии

null