Co byste měli vědět o helikoptéře NASA Ingenuity určené pro Mars

První helikoptéra, která se pokusí létat na jiné planetě než Země, je zázrakem techniky. Když v pozdním létě odstartuje rover NASA s názvem Mars 2020 Perseverance z kosmodromu Cape Canaveral Air Force Station na Floridě, průkopnický experiment se poveze s ním: jedná se o důmyslné zařízení Mars Helicopter s názvem Ingenuity (důvtip či vynalézavost). Ingenuity má hmotnost pouhých 1,8 kilogramu, má však obrovské ambice.

„Bratři Wrightové ukázali, že lety v zemské atmosféře jsou možné s použitím experimentálních letadel,“ říká Håvard Grip, šéfpilot Ingenuity z NASA's Jet Propulsion Laboratory in Southern California. „S helikoptérou Ingenuity jsme v předstartovní přípravě zkoušeli létat podobně jako na Marsu.“

Helikoptéra zvládne najednou let v trvání 90 sekund, překoná vzdálenost 300 metrů a může stoupat do výšky zhruba 5 metrů. Zařízení bude létat autonomně; vzhledem k velké vzdálenosti od Země a zpoždění signálu není možné jeho ovládání na dálku například pomocí joysticku.

Po přistání roveru Perseverance na povrchu Marsu dojede rover na rovné místo, kde uvolní helikoptéru na povrch planety a následně poodjede do bezpečné vzdálenosti. Napoprvé vystoupá Ingenuity do výšky 3 m a po půl minutě přistane. Postupně má létat ve výšce 5 metrů až do vzdálenosti 300 m.

K pohonu helikoptéry poslouží lithium iontový akumulátor, který bude dobíjen pomocí slunečních článků. V noci musí být aktivován zahřívací mechanismus, aby helikoptéra nezamrzla v důsledku silného poklesu teplot.

Hlavní těleso tvaru kvádru bude mít rozměry pouze 20 × 16 × 14 cm. Na něm budou umístěny přistávací nohy, anténa, panel slunečních článků a pohonné zařízení v podobě rotorů o průměru 1,2 metru.

Zde je šest informací, které byste měli vědět o první helikoptéře, která bude vypuštěna k jiné planetě:

1. Ingenuity a realizované letové zkoušky

Helikoptéra Ingenuity je známa jako technologický demonstrátor – projekt, který usiluje o prověření nových schopností v limitovaném rozsahu. Předchozí průkopnické technologické demonstrátory byly rover Pathfinder na sondě Sojourner, která přistála na Marsu a velmi malý cubesat Mars Cube One (MarCO), který letěl rovněž k Marsu v roce 2018.

Ingenuity je vybavena čtyřmi rotujícími nosnými plochami speciálně vyrobenými z uhlíkových vláken uspořádaných do dvou rotorů o délce 1,2 m, které rotují navzájem v opačném směru rychlostí 2 400 otáček za minutu – tedy mnohem rychleji, než je obvyklé u vrtulníků na Zemi. Obsahují také pokročilé sluneční články, baterie a další komponenty. Ingenuity nenese vědecké přístroje, jedná se v podstatě o oddělený experiment roveru Perseverance.

2. Ingenuity bude prvním létajícím zařízením, které se pokusí o řízený let na jiné planetě

Co je obtížné k uskutečnění letů na planetě Mars? Především zde panuje řídká atmosféra, což dělá obtížnější dosažení potřebného dostatečného vztlaku. Protože atmosféra Marsu je o 99 % méně hustá než pozemská, musí být helikoptéra Ingenuity velmi lehká, s nosnými plochami, které jsou větší a rotují mnohem rychleji, než je potřebné pro vrtulník hmotnosti Ingenuity na Zemi.

V oblasti kráteru Jezero (pojmenovaném po městě v Bosně a Hercegovině), kde rover Perseverance přistane v únoru 2021 s aparaturou Ingenuity připevněnou na jeho spodní straně, budou rovněž panovat velmi mrazivé podmínky. V noci zde budou teploty klesat na mínus 90 °C. Tým Ingenuity testoval na Zemi helikoptéru na očekávanou marťanskou teplotu a věří, že bude pracovat na Marsu optimálně, jak se předpokládá.

3. Ingenuity je příhodné jméno pro robota, který je výsledkem extrémní tvořivosti

Studentka střední školy Vaneeza Rupani z Northportu, Alabama, původně navrhovala jméno Ingenuity pro rover Mars 2020 předtím, než byl pojmenován Perseverance. Avšak funkcionáři NASA uznali pojmenování jako fantastický název pro helikoptéru vzhledem k tomu, jak moc kreativní úvahy vědci použili, aby se zařízení mohlo vznést ze země.

„Vynalézavost a duchaplnost lidí tvrdě pracujících k překonání výzvy meziplanetární cesty je to, co nám umožní využít veškeré zkušenosti ke kosmickému výzkumu,“ říká Vaneeza Rupani. „Ingenuity je tím zařízením, které umožní lidem dosáhnout úžasných věcí.“

4. Ingenuity má demonstrovat výhodnost techniky

V jednotlivých krocích v období 2014 až 2019 inženýři z Jet Propulsion Laboratory (JPL) předváděli, že by bylo možné postavit létající zařízení velmi lehké, které by bylo schopné generovat dostatečný vztlak v řídké atmosféře Marsu a způsobilé přežití v prostředí, jaké panuje na rudé planetě. Testovali postupně větší počet pokročilých modelů na speciálních simulátorech v JPL. V lednu 2019 současná helikoptéra, která bude cestovat společně s roverem Perseverance na planetu Mars, prošla finálními zkouškami.

5. Tým Ingenuity bude spoléhat na úspěch postupně krok za krokem

Vzhledem k tomu, co první zařízení Ingenuity zkusí dosáhnout, konstrukční tým má dlouhý seznam milníků, kterými musí procházet předtím, než helikoptéra může odstartovat a přistát na jaře roku 2021. Řídící tým bude oslavovat každý úspěch, který se podaří splnit. Milníky zahrnují:

- Přežití startu z Cape Canaveral, meziplanetární přelet k Marsu a přistání na rudé planetě;

- Bezpečné vyložení na povrchu planety ze spodní části roveru Perseverance;

- Samostatné udržování intenzivního ohřevu ve studených nocích na Marsu;

- Automatické nabíjení vlastní baterie ze solárního panelu.

A potom Ingenuity uskuteční první pokus o samostatný let. Jestliže helikoptéra bude úspěšná při prvním letu, řídící tým se pokusí o čtyři další zkušební lety v následujících 30 dnech.

6. Pokud Ingenuity bude úspěšná, budoucí výzkum Marsu může zahrnovat ambiciózní dimenzi

Ingenuity je určená k prověření technologií potřebných pro létání v řídké atmosféře Marsu. Pokud bude úspěšná, pak by tyto technologie mohly umožnit další lety moderních robotických zařízení, která mohou být začleněna do budoucích automatických i pilotovaných misí na Mars. Mohou nám otevřít unikátní pohledy, které nemohou obstarat současné orbitery vysoko na oběžné dráze či landery přímo na povrchu. Helikoptéry poskytnou snímky s vysokým rozlišením a rekognoskací pro automaty a pilotované výpravy a umožní studovat terén, který je obtížně dosažitelný i pro rovery.

„Tým kolem Ingenuity udělal všechno k prověření helikoptéry na Zemi a díváme se dopředu, jak bude létat naše zařízení v prostředí planety Mars,“ říká MiMi Aung, projektový manažer v JPL. „Budeme se učit po celou dobu postupu a náš tým bude schopen přidat v budoucnu další dimenze do způsobu výzkumu jiných těles.“

Zdroj: https://www.nasa.gov/feature/jpl/6-things-to-know-about-nasas-ingenuity-mars-helicopter a https://mars.nasa.gov/technology/helicopter/

autor: František Martinek