Ingenuity

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
(přesměrováno z Ingenuity (vrtulník))
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
Ingenuity
Vrtulník Ingenuity na povrchu Marsu
Vrtulník Ingenuity na povrchu Marsu
Logo
Kosmodrom Cape Canaveral Space Launch Complex 41
Nosná raketa Atlas V
Provozovatel NASA a Jet Propulsion Laboratory
Výrobce Jet Propulsion Laboratory
Program Mars 2020
Hmotnost 1,8 kg
Délka 14 cm
Šířka 14 cm
Výška 0,49 m
Teleskop
Průměr 1,2 m
Přístroje
Nese přístroje inerciální měřící jednotka, lidar a NavCam
Oficiální web Oficiální web
Některá data mohou pocházet z datové položky.
vrtulník Ingenuity

Ingenuity je malý plně autonomní vrtulník, který byl v rámci mise Mars 2020 dopraven na planetu Mars a poprvé zde vzlétl 19. dubna 2021 jako první létající stroj, který létal na jiné planetě, než je Země. Vyrobila jej společnost Jet Propulsion Laboratory pro NASA.[1] Dron byl zkonstruován tak, aby byl co nejlehčí a zároveň výkonný. Problémem bylo zkonstruovat zařízení schopné létat ve 100× řidší atmosféře, než je zemská.[2] Ingenuity pohánějí dva protiběžné dvoulisté rotory s lopatkami z uhlíkových vláken. Délka rotorů je 1,2 metru, provozní otáčky 2400 ot./min. Výkon motoru je 350 W. Je napájený systémem šesti lithium-iontových baterií. Ty se mají denně dobíjet solárními články na povrchu listů rotorů, částečně se nabíjejí i z vozítka Perseverance. Vrtulník je vysoký 49 centimetrů, jeho trup má rozměry 14×14×14 cm a NASA jej přirovnává k velikosti softballového míčku.[3] Vrtulník je až do startu skrytý v trupu vozítka Perseverance, a až ve chvíli startu je vypuštěn na povrch Marsu. Dne 22. února 2021 NASA oznámila, že helikoptéra přistání přežila.[4] Vozítko na sobě má speciální komunikační zařízení, ale data z vrtulníku jsou zpracovávána stejně jako data z ostatních vědeckých přístrojů. Helikoptéra je určená pro 2–3 minuty provozu denně. Pro lety bylo vyhrazeno okno 30 dní,[5] při němž by se mělo zvládnout 5 letů.[6]

Plánovaný první let Ingenuity byl naplánován asi 60 dní po přistání vozítka na Marsu. Dne 13. srpna 2020 NASA oznámila, že dron byl poprvé zapnut ve vesmíru.[7] 4. dubna 2021 pak vrtulník opustil své místo na břiše vozidla. Vozítko následně poodjelo.[8][9] 6. dubna 2021 bylo oznámeno, že vrtulník úspěšně přečkal první noc mimo vozítko.[10][11][12] NASA 6. dubna také oznámila, že vrtulník pořídil první barevnou fotografii.[13] 9. dubna vrtulník poprvé roztočil vrtule, pouze však na 50 otáček za minutu. Rover se v tu dobu nacházel asi 60 metrů od vrtulníku. První let měl proběhnout 14. dubna, protože byl odložen z 11. dubna 2021. Důvodem byly potíže ve vysokých otáčkách.[14] Uskutečnil se však až 19. dubna 2021 od 09:31 SELČ, kdy vědci začali přijímat první data od vrtulníku Ingenuity. Let trval 39,1 sekundy.[15][16][17][18][19][20] Druhý let proběhl 22. dubna 2021. Trval 51,9 sekundy.[21][22][23]

Google vytvořil speciální gif, který se zobrazí po kliknutí na ikonu vrtulníku při vyhledání pojmu Perseverance nebo Ingenuity.

Technologie[editovat | editovat zdroj]

Většina technologií použitých na vrtulníku je volně dostupná a prodejná. Software nebyl vytvořen speciálně na míru vrtulníku, protože vše běží na operačním systému Linux.[24] Tím se Mars stal druhou planetou Sluneční soustavy, kde má Linux větší zastoupení než Windows.[25] Řídící a stabilizační systém byl vyvinut pro minisatelity CubeSats.

Vrtulník je naplněný CO2, čímž by měl snáze odolávat mrazu.

Hardware je většinou z veřejně dostupných produktů – například procesorová deska je tvořena 28 nanometrovým procesorem Snapdragon 801 z roku 2014. Tento procesor se používá v mobilních telefonech. Přesto má výpočetní systém vrtulníku vyšší výkon než vozítko Perseverance.[6] Naváděcí smyčky běží na frekvenci 500 Hz, snímky jsou pořizovány kamerou o frekvenci 30 Hz. Vrtulník má laserový výškoměr od společnosti SparkFun, který je umístěn na jeho spodku, a dále sklonoměr, který se stará o hladký průběh startu. Dalšími zařízeními jsou gyroskopy a akcelerometry, které jsou součástí komplexního systému SoC. Vrtulník snímkuje povrch díky 13 megapixelovému barevnému fotoaparátu.[25][26][27][28]

Vypuštění vrtulníku a průběh letu[editovat | editovat zdroj]

Samotný proces se skládá ze dvou částí:

Vypuštění vrtulníku a oddělení od vozítka

  1. Odpadnutí plastového krytu vrtulníku.
  2. Oddělení vrtulníku od vozítka a postavení na povrch.
  3. Poodjetí vozítka do dostatečné vzdálenosti (cca 60 metrů).

Let vrtulníku v atmosféře

  1. Vzlet vrtulníku – dosáhnutí plánované letové výšky a poté pokračování po trase mise.
  2. Automatický let vrtulníku po naplánované trase.
  3. Orientace je zajišťována díky přesné analýze kamenů, které byly pozemní kontrolou označeny jako kontrolní.
  4. Přistání vrtulníku na vytipovaném místě, které bylo zhodnoceno jako bezpečné.
Malý vrtulník Ingenuity se dvěma vrtulemi na povrchu Marsu.
Ingenuity - umělecká ilustrace na povrchu Marsu.
Vpravo člověk v bílém oblečení, lze vidět dvě čočky.
Pohled ze spodu, lze vidět kameru a další zařízení vrtulníku.

Harmonogram letů[editovat | editovat zdroj]

Malý vrtulník Ingenuity na Zemi, v pozadí rover Persevernance s mnoha přistoji.
Helikoptéra Ingenuity, v pozadí rover Persevernace.

Tým Ingenuity dostal 30 dní na provedení všech pokusů, poté bude muset Persevernace pokračovat ve své hlavní misi. Plán je 2 až 3 minuty letu denně, ale letů by mělo být provedeno pouze pět. Tým však připouští i více letů, než je plánováno. První tři lety jsou dle vědců minimum nutné pro otestování všech technologií, vše poté je bonus a byly by testovány jiné, například nebezpečné, věci.[27]

První zpráva o stavu vrtulníku přišla 19. února 2021 v 15:30 PST. Ve zprávě stálo, že baterie i topná tělesa jsou v pořádku.[29]

První barevný snímek pořízený vrtulníkem Ingenuity

Vývoj[editovat | editovat zdroj]

Popis helikoptéry Ineguity.

Vývoj vrtulníku začal v roce 2013 v laboratořích JPL.[30] Během šesti let výzkumu, který byl zakončen úspěšným testem v atmosféře podobné té marsovské, prokázali odborníci, že lze vyrobit stroj tak lehký a zároveň výkonný, že dokáže létat i v atmosféře Marsu.[31]

V roce 2013 byly vytvořeny první prototypy vrtulí, které by dodaly dostatečný vztlak.

V březnu 2014 proběhl první test 1. generace rotorů vrtulníku.

V prosinci 2014 letoun udělal první neřízený let (takzvaný skok).

V roce 2015 proběhl první řízený let, ovšem ne v marsovské atmosféře.

Testování na Zemi[editovat | editovat zdroj]

Výškový rekord vrtulníku v zemské atmosféře je 12,2 km a tlak v marsovské atmosféře v letové výšce Ingenuity odpovídá 30,5 km nad povrchem v zemské atmosféře.[32] Testování vrtulníku tedy probíhalo ve speciální komoře s řidším vzduchem, přičemž vrtulník byl zavěšen na laně, což mělo simulovat menší gravitaci.[33]

Samotné testování probíhalo ve vakuové komoře Space Simulator o průměru 7,62 metru. tato komora se nachází v Pasadeně v Kalifornii.[34] Testy probíhaly i v areálu Lockheed-Martin v Denveru.[28]

Tým Ingenuity[35][editovat | editovat zdroj]

  • Timothy Canham – vedoucí provozu vrtulníku
  • Jennifer Shatts – systémový inženýr
  • Håvard Fjær Grip – hlavní pilot
  • Theodora Tzanetose – taktické vedení
  • Vandi Verma – hlavní inženýr robotických operací
  • MiMi Aung – vedoucí projektu

Cíle[editovat | editovat zdroj]

Cílem mise je demonstrovat technologický pokrok a zároveň otestovat technologie, které by byly nutné pro případné cestování lidí nebo strojů po Marsu. Do budoucna by měl obdobný vrtulník mít dolet i přes 600 metrů. Vrtulník také bude zkoumat místa, která jsou pro vozítko nedostupná pro náročný terén. Minimum letů, které musí vrtulník absolvovat, je pět.[27]

Lety[editovat | editovat zdroj]

To, kdy bude proveden první let, NASA oznámil na online briefingu pro média v úterý 23. března v 13:30 EDT (10:30 PDT). Sledovat ho šlo buď přes NASA TV, YouTube nebo další sociální sítě NASA. Veřejnost mohla klást dotazy přes sociální sítě pod hastagem #MarsHelicopter.

Na tomto briefingu bylo oznámeno, že první let proběhne začátkem dubna.[36][37][38][39][40][41][42]

Přehled letů
Číslo letu Datum letu Cíle Úspěšnost Délka trvání Průběh
1. 19. duben 2021 Vyzkoušet použité technologie a pořídit snímky povrchu a vozítka Perseverance. úspěšně přistál 39,1 sekundy Vzlet do výšky 3 metry, setrvání ve výšce, otočka kolem vlastní osy a přistání.
2. 22. duben 2021 Pořídit snímky povrchu a zmapovat terén v okolí vozítka. úspěšné přistál 51,9 sekundy Dosažení výšky 5 metrů, setrvání ve výšce, horizontální let 2 metry, návrat zpět a přistání.
3. 25.duben 2021 Oveřit funkčnost navigace úspěšně přistál 80 sekund Dosažení výšky 5 metrů, setrvání ve výšce, horizontální let 50 metrů, návrat zpět a přistání.
4. duben 2021 průzkum přistávacích oblastí
5. 7. květen 2021 Přistát jinde než v místě vzletu a vzlétnout do 10ti metrů úspěšně přistál 108 sekund

První let[editovat | editovat zdroj]

První let proběhl 19. dubna 2021. Trval 39,1 sekund. Cílem bylo otestovat všechny technologie a pořídit první snímky povrchu Marsu ze vzduchu. Vrtulník vyletěl do výšky tří metrů, tam několik sekund setrval, otočil se kolem vlastní osy a následně klesl.

Místo působení[editovat | editovat zdroj]

Vrtulník Ingenuity létá v kráteru Jezero, stejně jako vozítko Perseverance. Vzhledem k tomu, že teplota v kráteru klesá v noci až na -90 °C, je velké množství energie vyloženo na ohřev, proto dosah ani dolet vrtulníku není příliš velký.[43] Vrtulník se bude soustředit na zkoumání okolí vozítka a také jeho následné cesty. Tým na Zemi vytvořil přesné plány letů.

Název[editovat | editovat zdroj]

Název Ingenuity byl navržen Alezi Rupaniovou, studentkou střední školy v Alabamě, v rámci akce Name the Rover.[44] Původně mělo tento název nést vozítko, které však nakonec bylo pojmenováno Perseverance. Tým NASA a JPL, který však za název zodpovídal, však rozhodl, že se název Ingenuity (česky vynalézavost) se hodí na velice odvážný koncept vrtulníku.[45][43][31]

Do března 2020 byl oficiálně používán název JPL Mars helicpoter scout. 9. března 2020 JPL oznámilo, že bude používán název Mars Helicpoter. 29. dubna 2020 pak JPL na tiskové konferenci uvedlo, že komise vybrala pro vrtulníček název Ingenuity.

Vrtulníku Ingenuity je také přezdíváno Ginny, tato přezdívka však byla využívána hlavně před konečným pojmenováním Ingenuity.

Technické specifikace[editovat | editovat zdroj]

  • Hmotnost: 1,8 kg na Zemi[46]
  • Výška: 49 cm[46]
  • Dolet: 300 metrů
  • Výška letu (dostup): 3–5 metrů
  • Maximální doba letu: 90 sekund
  • Maximální rychlost horizontální: 10 m/s (36 km/h)
  • Maximální rychlost svislá: 3 m/s (10,8 km/h)
  • Maximální dosah rádiového spojení vrtulníku: 1000 m[47]
  • Velikost trupu: 14 cm x 14 cm x 14 cm[47]
  • Výkon: cca. 350 W[48]
  • Baterie: 6x Li-ion baterie Sony 220W[44]

Galerie[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. KONIG, Witold J. F. Generation of Mars Helicopter Rotor Model for Comprehensive Analyses [online]. [cit. 2021-02-24]. Dostupné online. 
  2. MARS.NASA.GOV. Mars Helicopter. mars.nasa.gov [online]. [cit. 2021-02-19]. Dostupné online. (anglicky) 
  3. LANDAU, By Elizabeth. 10 Things: Mars Helicopter. NASA Solar System Exploration [online]. [cit. 2021-03-18]. Dostupné online. 
  4. FEBRUARY 2021, Chelsea Gohd 18. NASA is about to land a helicopter on Mars for the first time. Space.com [online]. [cit. 2021-02-26]. Dostupné online. (anglicky) 
  5. JPL: Oficiální prezentace na Youtube (NASA’s Ingenuity Mars Helicopter: Attempting the First Powered Flight on Mars); [1]
  6. a b Full Page Reload. IEEE Spectrum: Technology, Engineering, and Science News [online]. [cit. 2021-02-26]. Dostupné online. (anglicky) 
  7. ATKINSON, Ian. NASASpaceFlight.com [online]. 2021-03-10 [cit. 2021-03-15]. Dostupné online. (anglicky) 
  8. GAURAV, Kunal. Hinudstan Times. www.hindustantimes.com [online]. 2021-04-04 [cit. 2021-04-04]. Dostupné online. (anglicky) 
  9. S.R.O, 24net. Helikoptéra Ingenuity se odpojila od roveru Perseverance. fZone.cz [online]. [cit. 2021-04-06]. Dostupné online. (česky) 
  10. ITBiz.cz [online]. 2021-04-06 [cit. 2021-04-06]. Dostupné online. (česky) 
  11. TELEVIZE, Česká. Helikoptéra Ingenuity zvládla první samostatnou noc na Marsu, oznámila NASA. ČT24 [online]. [cit. 2021-04-06]. Dostupné online. (česky) 
  12. Helikoptéra Ingenuity přečkala první noc na Marsu. Před chladem ji chránila izolace a energie v bateriích. iROZHLAS [online]. [cit. 2021-04-06]. Dostupné online. (česky) 
  13. Mars Helicopter Ingenuity snaps 1st color photo on Red Planet. Space.com [online]. [cit. 2021-04-06]. Dostupné online. (anglicky) 
  14. NASA odložila let vrtulníku Ingenuity na Marsu. Odstartuje nejdříve ve středu. ČT 24 [online]. [cit. 2021-04-11]. Dostupné online. (česky) 
  15. TELEVIZE, Česká. Vrtulníček Ingenuity na Marsu vzlétl i přistál. NASA slaví úspěch. ČT24 [online]. [cit. 2021-04-19]. Dostupné online. (česky) 
  16. Historický průlom. Helikoptéra Ingenuity na Marsu vzletěla a úspěšně přistála. iROZHLAS [online]. [cit. 2021-04-19]. Dostupné online. (česky) 
  17. VIDEO: Helikoptéra Ingenuity přepisuje dějiny. NASA testuje první řízený motorický let na Marsu. Radiožurnál [online]. 2021-04-19 [cit. 2021-04-19]. Dostupné online. (česky) 
  18. APRIL 2021, Mike Wall 19. NASA's Mars helicopter Ingenuity takes off on historic 1st powered flight on another world. Space.com [online]. [cit. 2021-04-19]. Dostupné online. (anglicky) 
  19. NASA's Ingenuity helicopter makes historic first flight on Mars. www.abc.net.au [online]. 2021-04-19 [cit. 2021-04-19]. Dostupné online. (anglicky) 
  20. NORTHON, Karen. NASA’s Ingenuity Mars Helicopter Succeeds in Historic First Flight. NASA [online]. 2021-04-19 [cit. 2021-04-19]. Dostupné online. 
  21. Vrtulník Ingenuity úspěšně zvládl druhý let na Marsu, poslal fotografii povrchu. Aktuálně.cz [online]. 2021-04-22 [cit. 2021-04-23]. Dostupné online. (česky) 
  22. Vrtulník Ingenuity má za sebou druhý úspěšný let na Marsu. Pořídil i fotografii povrchu planety. iROZHLAS [online]. [cit. 2021-04-23]. Dostupné online. (česky) 
  23. ČTK. Vrtulník Ingenuity úspěšně zvládl svůj druhý let. Vyletěl výš než při prvním pokusu a vyfotografoval povrch Marsu. Hospodářské noviny (iHNed.cz) [online]. 2021-04-22 [cit. 2021-04-23]. Dostupné online. (česky) 
  24. STEPHEN, Bijan. Linux has made it to Mars. The Verge [online]. 2021-02-19 [cit. 2021-02-26]. Dostupné online. (anglicky) 
  25. a b JEŽEK, David. Vrtulníček Ingenuity na Marsu pohání Linux, dláždí cestu jako kdysi Pathfinder. Root.cz [online]. [cit. 2021-02-26]. Dostupné online. (česky) 
  26. CNN, Ashley Strickland. Ingenuity helicopter phones home from Mars. CNN [online]. [cit. 2021-02-23]. Dostupné online. 
  27. a b c Full Page Reload. IEEE Spectrum: Technology, Engineering, and Science News [online]. [cit. 2021-02-23]. Dostupné online. (anglicky) 
  28. a b HTTPS://JPL.NASA.GOV. NASA's Mars Helicopter Testing Enters Final Phase. NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) [online]. [cit. 2021-03-18]. Dostupné online. (anglicky) 
  29. HTTPS://JPL.NASA.GOV. NASA’s Mars Helicopter Reports In. NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) [online]. [cit. 2021-03-15]. Dostupné online. (anglicky) 
  30. NORTHON, Karen. Mars Helicopter to Fly on NASA’s Next Red Planet Rover Mission. NASA [online]. 2018-05-11 [cit. 2021-03-18]. Dostupné online. 
  31. a b GREICIUS, Tony. 6 Things to Know About NASA's Ingenuity Mars Helicopter. NASA [online]. 2020-07-14 [cit. 2021-02-23]. Dostupné online. 
  32. GRUSH, Loren. NASA is sending a helicopter to Mars to get a bird’s-eye view of the planet. The Verge [online]. 2018-05-11 [cit. 2021-02-26]. Dostupné online. (anglicky) 
  33. Veitasium - YouTube - První let na jiné planetě! (překlad); [2]
  34. HTTPS://JPL.NASA.GOV. NASA's Mars Helicopter Completes Flight Tests. NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) [online]. [cit. 2021-03-18]. Dostupné online. (anglicky) 
  35. MARS.NASA.GOV. Meet the Martians. mars.nasa.gov [online]. [cit. 2021-03-15]. Dostupné online. (anglicky) 
  36. TELEVIZE, Česká. Vrtulníček Ingenuity na Marsu vzlétne na začátku dubna, oznámila NASA. ČT24 [online]. [cit. 2021-03-25]. Dostupné online. (česky) 
  37. Nasa to fly Ingenuity Mars helicopter in early April. BBC News. 2021-03-23. Dostupné online [cit. 2021-03-25]. (anglicky) 
  38. MARCH 2021, Mike Wall 22. Mars helicopter Ingenuity gets 1st taste of Red Planet air (video). Space.com [online]. [cit. 2021-03-25]. Dostupné online. (anglicky) 
  39. CNN, Ashley Strickland. Ingenuity Mars helicopter prepares for the first flight on another planet. CNN [online]. [cit. 2021-03-25]. Dostupné online. 
  40. ČTK. Historický milník. NASA stanovila datum letu helikoptéry Ingenuity na Mars. Deník.cz. 2021-03-25. Dostupné online [cit. 2021-04-06]. (česky) 
  41. kosmonautix.cz [online]. 2021-05-02 [cit. 2021-05-04]. Dostupné online. (česky) 
  42. Ingenuity si i napopáté posunula možnosti - Mall TV. [s.l.]: [s.n.] Dostupné online. 
  43. a b Everything to know about NASA's Mars Ingenuity helicopter — the first to fly on another planet. www.cbsnews.com [online]. [cit. 2021-02-23]. Dostupné online. (anglicky) 
  44. a b When will the Ingenuity Mars helicopter fly?. BBC Science Focus Magazine [online]. [cit. 2021-03-15]. Dostupné online. (anglicky) 
  45. NASA's Mars 2020 helicopter is named 'Ingenuity' by Alabama high school teen - Sports News , Firstpost. Firstpost [online]. 2020-05-01 [cit. 2021-02-26]. Dostupné online. 
  46. a b NASA's Ingenuity Mars Helicopter. American Scientist [online]. 2020-10-07 [cit. 2021-02-26]. Dostupné online. (anglicky) 
  47. a b Keck - Mars Helicopter Scout; přednáška na Youtube - MiMi Aung (https://www.youtube.com/watch?v=w3y7iJEe7uM&feature=emb_logo)
  48. KLOTZ, Irene. NASA’s Ingenuity—the First Ever Off-World Helicopter—Is Set for a ‘Wright Brothers Moment’ on Mars. Scientific American [online]. [cit. 2021-02-26]. Dostupné online. (anglicky) 

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]