Pierwsze takie zdjęcie na Marsie. Ingenuity szykuje się do kolejnego lotu 2021-04-29. Grzegorz Jasiński
NASA opublikowała niezwykłe zdjęcie wykonane podczas trzeciego lotu helikopterka Ingenuity. Jego kamera uchwyciła w samym rogu kadru, ujęcie macierzystego łazika Perseverance. Ingenuity przygotowuje się do czwartego, przedostatniego lotu na Marsie. Ten test rozpocznie się dziś po 16:12 polskiego czasu, ma potrwać 117 sekund. Ingenuity poleci z prędkością 3,5 metra na sekundę, na wysokości 5 metrów i oddali się w poziomie o 133 metry, by potem wrócić na miejsce startu. O tym, dlaczego helikpopterek nie wzniesie się wyżej i jakie są plany budowy kolejnych, już naukowych helikopterów na Marsa mówi RMF FM Artur Chmielewski z Jet Propulsion Laboratory, autor książki "Kosmiczne wyzwania".
Grzegorz Jasiński: Nie mogę zacząć inaczej niż od gratulacji, bo po pierwszych 3 lotach wygląda na to, że Ingenuity sprawuje się znakomicie.
Artur Chmielewski: Jesteśmy szczęśliwi, wszyscy naprawdę skaczą ze szczęścia, dlatego że nigdy nie wiadomo, jak to będzie. Do tej pory wszystko testowaliśmy w komorze próżniowej, robiliśmy obliczenia, komputerowe symulacje. Ale to nie jest to samo, żeby naprawdę polecieć na Marsa i żeby tam wszystko się udało. Ja to zawsze porównuję do uczenia się języka. Ja pamiętam uczyłem się angielskiego w szkole, ale jak tutaj przyjechałem to nic nie rozumiałem, co ludzie do mnie mówią w USA. Słyszałem tylko jakiś taki bełkot i od czasu do czasu: what? what?
Nadzwyczajne to jest, faktycznie. Jeśli taki laik, jak ja, jak my, popatrzymy na lot tego drona, czy helikopterka, bo ja lubię tę nazwę helikopterek, więc się jej trzymam, jeżeli się popatrzy na jego lot, na to, jak prostą linią leci, to rzeczywiście wygląda to niezwykle, niezwykle stabilnie.
Jesteśmy szczęśliwi, że on jest bardzo stabilny. Nie wiem, czy są udostępniane przez NASA te przerażające pierwsze loty w komorze próżniowej...
Tak, wtedy kiedy był jeszcze podłączony kablami.
A dlaczego był podłączony kablami? To jest dodatkowe utrudnienie na Ziemi, gdy testujemy coś na Marsa, że nie tylko atmosfera ma gęstość 1% ziemskiej, ale także grawitacja jest trzy razy mniejsza. Jeżeli byśmy testowali dokładnie ten helikopter, który będzie latał na Marsie, to byłby 3 razy za ciężki. Tak, że albo podwieszamy go na takiej sprężynie, albo na linkach, albo pierwsze helikopterki robiliśmy 3 razy lżejsze. No ale one nie mogły mieć wtedy akumulatora i musiały być podłączone kablem do sieci.
Proszę powiedzieć o pierwszych wynikach po tych trzech lotach. Wszyscy wiemy, pierwszy lot na wysokość 3 metrów, drugi lot na wysokość 5 metrów plus 2 metry w bok, wreszcie trzeci lot to już zupełnie nowy wszechświat, bo nie tylko na wysokość 5 metrów, ale potem 50 metrów w bok i 50 metrów z powrotem. Tego już na Ziemi w żaden sposób nie dało się przetestować. Czy coś mogło pójść lepiej niż poszło?
Wszystko poszło genialnie. Ten pierwszy nasz test był bardzo prosty, 3 metry w górę i trzy metry w dół. Ale to dlatego, że nasza komora próżniowa ma ograniczony zasięg, do 4 metrów. Ona jest ogromna jeśli chodzi o komory próżniowe, wstawiamy tam duże statki, jak Galileo, czy Cassini, ale to jest 4 metry na mniej więcej 10 metrów, więc daleko latać się nie da. Tak, że nawet te 2 metry w bok to maksimum tego, co możemy przelecieć w komorze próżniowej. Te 50 metrów to już było dla nas coś bardzo ciekawego, specjalnie dla mnie, bo ja dostałem polecenie, żeby opracować następną misję helikoptera. Tym razem on będzie już poważnej wielkości i to już będzie misja naukowa. Tak, że patrzyłem z fascynacją, czy on poleci, jak szybko poleci, jaka jest maksymalna prędkość, czy jest stabilny. Bo ten następny helikopter już będzie duży, będzie tak mniej więcej wielkości małego samochodu, będzie miał 4 metry, będzie miał 6 wirników. To już będzie poważna maszyna. Poza tym, to co nas bardzo ucieszyło, czego nie wiedzieliśmy, to fakt, że dostaliśmy zaraz po wzbiciu się w górę o 7 proc. więcej zasilania. I po wylądowaniu też było 7 proc. więcej zasilania. Podejrzewamy, że po prostu śmigła spowodowały wir powietrza i ten wir wyczyścił nam panele słoneczne, które były pokryte pyłem, którego na Marsie jest bardzo dużo.
W tym trzecim locie bardzo ważna - z tego, co wyczytałem - była obserwacja gruntu i to, na ile kamera nawigacyjna była w stanie rzeczywiście przy pomocy algorytmów, które przygotowano, dokładnie ocenić, gdzie jest i jak ma potem wrócić w to samo miejsce. Wydaje się, że wróciła idealnie, wszystko poszło fantastycznie.
Tak, to jest też dla nas bardzo ważne. Ten helikopter to jest test, on testuje różne rozwiązania, jednym z nich jest właśnie nawigacja. My wiemy, gdzie leżą wszystkie kamienie, te kamienie on musi rozpoznać. Zresztą taka przypiska, prywatna. My często nazywamy kamienie imionami różnych postaci. Dlatego, że jest bardzo ciężko rozmawiać ze sobą na zasadzie, słuchaj, zobacz, jak on świetnie przeleciał nad G17-74S. W związku z tym nadajemy im różne nazwy. Gdy wysłaliśmy pierwszy malutki łazik, Sojourner w 1997 roku, to był pomysł, żeby te głazy nazywać imionami różnych postaci z kreskówek, komiksów. Na i ja rzuciłem Tytusa, w nawiązaniu do komiksów Taty z serii Tytus, Romek i Atomek. Zaproponowałem Tytusa no i teraz jest kamień Tytus na Marsie. Tak samo było właśnie z Ingenuity, te wszystkie kamienie już mają swoje nazwy, to nad nimi przelatujemy. Ale następny helikopter już będzie musiał się z tego doświadczenia nauczyć. Będzie musiał sam rozpoznawać, gdzie jest bezpiecznie, jakiej wielkości są kamienie, gdzie może wylądować, jak blisko może podejść do stoku góry, do różnych warstw, które obserwuje. On już to wszystko będzie musiał sam przemyśleć, ma bardzo dobry mikroprocesor Snapdragon na pokładzie, który jest wbudowywany do autonomicznych samochodów na Ziemi. To wszystko będzie bardziej skomplikowane, ale jesteśmy zadowoleni z tego testu nawigacji.
Początkowo były problemy z poprawnym uruchomieniem oprogramowania, to się wszystko opóźniło o parę dni. Na ile poważne były te problemy? Jak udało się je rozwiązać?
Był problem z oprogramowaniem i na szczęście byliśmy w stanie zmienić ten program. To jest mniej więcej w ten sposób, jak na naszych laptopach nagle pojawia się witrynka i pisze, przyciśnij tutaj i wprowadź update, czyli nową wersję oprogramowania. Potem się czeka kilkanaście sekund i mamy nowe oprogramowanie, które na przykład zablokuje jakichś hackerów. Prawie identyczna sytuacja wydarzyła się z naszym helikopterem. Chodziło o tzw. watchdog timer, to jest funkcja mikroprocesora, która powoduje, że jeżeli coś za długo trwa, to on wraca do stanu pierwotnego. Musieliśmy to zmienić, dlatego że ta funkcja nie dawała nam przesłać danych z helikoptera do łazika Perseverance. Udało się te nową wersję oprogramowania załadować, no i widzimy, że są dobre rezultaty.
Helikopterek, jak i jego główna twórczyni, MiMi Aung są wśród bohaterów pana książki "Kosmiczne wyzwania", to faktycznie jedno z kosmicznych wyzwań, takich szczególnie rozbudzających wyobraźnię. No i pani Aung powiedziała tak dość enigmatycznie, że zamierzacie państwo testować ten helikopterek do granic jego możliwości. No i padło natychmiast pytanie, czy zamierzacie państwo go rozbić. Na to pytanie pani Aung nie odpowiedziała wprost. No to pytam, do jakich granic będziecie państwo testować helikopterek podczas jeszcze dwóch planowanych lotów?
Tak jest. Następny będzie w czwartek. Sytuacja wygląda tak, że czas nam się kończy. Dostaliśmy na eksperymenty miesiąc. Naukowcy misji Perseverance już się niecierpliwią, bo oni chcą, żeby ten łazik jeździł tam, gdzie oni chcą badać różne skały. Mają na pokładzie te wszystkie instrumenty naukowe i chcą zacząć je używać. Czas płynie. Helikopter to jest tylko test, jest tylko sprawdzenie technologii. No i oczywiście, żeby sprawdzić technologie będziemy starali się sprawdzić, jak szybko możemy lecieć. Nie możemy lecieć za wysoko, dlatego że używaliśmy raczej tanie części i altimetr, który sprawdza na jaką wysokość Ingenuity się wzniósł działa dobrze tylko do 5 metrów. Dlatego latamy na wysokości 5 metrów. Myślimy, że helikopter może się wzbić nawet do kilometra, ale tu będziemy ostrożni. Chcemy natomiast przetestować, jak szybko będzie latał, jak daleko może polecieć. To są najważniejsze rzeczy dla nas, dla tej następnej misji. Jeżeli mamy już tylko 2 loty, chcemy jak najwięcej osiągnąć. W czwartym locie, jeszcze nie chcemy być tacy ryzykowni, w piątym już pójdziemy na pełne ryzyko. I teraz właśnie są dyskusje, co możemy jeszcze przetestować, co jeszcze będzie w miarę bezpieczne. W grę wchodzi też bezpieczeństwo łazika Perseverance, nie możemy na łazika wpaść i coś zniszczyć. Nie możemy wykonywać dużo autonomicznych manewrów, ale tej autonomii chcielibyśmy też trochę spróbować.
Podczas konferencji prasowej NASA po pierwszym locie Ingenuity była mowa o tych kolejnych helikopterach. Ten następny ma być przynajmniej 10 razy cięższy, ma mieć pokaźniejszy ładunek i umożliwić badania naukowe. Wspomniał pan, że on będzie miał 6 wirników. Czy będzie przypominał takiego drona na Ziemi, czy te wirniki będą jeden nad drugim? Jak to będzie wyglądało?
On będzie wyglądał właśnie tak, jak drony, które widzimy na Ziemi. Wirniki będą równo rozłożone dookoła. W takim kole. Najważniejsze jest zdecydować, ile on może podnieść, jak daleko z tym ciężarem może zalecieć. Niestety jeśli spojrzymy na łazik Perseverance, to mimo, że staramy się budować lekkie instrumenty, to wszystkie ważą po 10, 15, 20 kilogramów. Jeżeli chodzi o helikopter, są bardzo ciężkie. Nawet jeśli ten helikopter będzie ważył 30, 35 kilogramów, będziemy w stanie nim podnieść tylko 5 kilogramów. Jeśli chcemy mieć kamerę, spektrograf, mały radar, co by było świetne, żeby badać, co jest pod powierzchnią, gdzie jest woda, gdzie jest lód, gdzie mogą w przyszłości wylądować astronauci, to to jest bardzo ciężkie wyzwanie. Zbudowanie radaru, który waży 2-3 kilogramy jest bardzo trudne. Tak, że w tej chwili pracujemy nad nową technologią, żeby miniaturyzować te instrumenty. A tak nawiasem mówiąc, właśnie tego typu rzeczy, rzucanie tego typu wyzwań inżynierom i naukowcom powoduje, że oni tworzą potem wynalazki. Te wynalazki za kilka lat pojawiają się w formie małych firm, które to komercjalizują, tworzą produkty, które używamy na Ziemi, tak jak iPhone, czy nowoczesne soczewki, wszystko jedno co to jest, zaczyna się od programu kosmicznego, bo jest to takie trudne. Rzucamy te trudne wyzwania.
Wspomniał pan już podczas naszej poprzedniej rozmowy o tym nowym wyzwaniu dla pana osobiście, przygotowywaniu strategii tej kolejnej misji naukowej helikopterka, drona, jakkolwiek on się będzie nazywał. Jak rozumiem, te próby sprawiają, że myśli pan coraz bardziej odważnie o tym, co naprawdę on będzie potrafił.
Tak, oczywiście. Bardzo ważna jest ta autonomia, żeby ten helikopter sam myślał. Dlaczego? Jeżeli chcemy coś zaprogramować, to te loty muszą być bardzo krótkie, bo musimy być bezpieczni. Dlatego łaziki np. jeżdżą po Marsie bardzo wolno, jeżdżą tylko może 100-200 metrów dziennie. Dlaczego? Dlatego, że nie wiemy, co jest dalej i nie chcemy, żeby coś się zepsuło, żeby się zakleszczyło, żeby on jakąś dużą skałę wpadł. Oczywiście dron czy helikopter lata o wiele szybciej, chcemy, żeby szybko latał i przemieszczał się z jednego miejsca geologicznego do drugiego. Nawet chcemy zbadać czapy lodowe, może na północnym biegunie. Tam jest bardzo dużo wody, możemy z tych czap lodowych wnioskować, jaki ostatnio był klimat na Marsie, jak się zmienia. To jest bardzo ważne. No ale do tego potrzeba autonomii, ten helikopter musi sam myśleć, widzieć, rozpoznawać to, co widzi, czy to jest cień, czy to jest dziura, jaka to jest skała, o tej porze dnia. To jest bardzo trudne, ale z drugiej strony potem te wszystkie technologie przychodzą znowu na Ziemię. Na przykład drony dostarczające paczki będą same myślały, same wiedziały, gdzie jest adres, nie będą wpadały na siebie i będą przelatywały między domami. No i może będą jeszcze dodatkowo bardzo ciche. Tak, że pracujemy nad tą technologią i miejmy nadzieję, że zobaczymy ją rychło na Marsie i niedługo też na Ziemi.
Źródło> RMF,
Gdzie jest Perseverance? /NASA/JPL-Caltech /Materiały prasowe
Tu jestem!
/NASA/JPL-Caltech /Materiały prasowe
Perseverance Rover's Mastcam-Z Captures Ingenuity's Third Flight
https://www.youtube.com/watch?v=kNx9hcr ... b_imp_woythttps://www.rmf24.pl/nauka/news-pierwsz ... Id,5198869
