Полёт 34: марсианский вертолёт научился выбирать себе площадку для посадки
Марсианский вертолёт Ingenuity совершил свой самый короткий полёт — всего 18 секунд. За это время он, используя новую программную прошивку, поднялся в воздух, осмотрел местность под собой и определил, куда лучше приземлиться.
Тридцать четвёртый полёт Ingenuity был самым коротким. 22 ноября 2022 года в сол 625 квадрокоптер поднялся в воздух всего на 18 секунд и пролетел пять метров. Полёт длился даже меньше, чем первый полёт дрона. Этот полёт, как и самый первый его запуск больше года назад, был испытательным: вертолёт поднялся в воздух после обновления программного обеспечения. Новая версия прошивки теперь позволяет сканировать рельеф под летательным аппаратом и выбирать наиболее ровное место для посадки.
Последние несколько недель команда управления дроном занималась установкой новой версии ПО на вертолёт. Соответственно в лётном расписании дрона образовался крупный перерыв с 29 сентября. Это обновление добавляет к функциональности дрона две полезные возможности: избегать препятствий при посадке и использовать цифровую карту рельефа для навигации.
Ingenuity разрабатывался прежде всего для демонстрации технологии — как и почти всё новое оборудование на Perseverance, например, установка MOXIE для получения кислорода из атмосферы. Изначально вертолёт собирались использовать на ровном рельефе — таком, как Поле Братьев Райт. Но потом, когда результативность дрона в ходе нескольких экспериментальных полётов превзошла начальные ожидания, его стали использовать в помощь марсоходу для исследования кратера Jezero. Рельеф там уже оказался не таким ровным.
До этого перед каждым полётом операторы дрона выбирали место приземления, свободное от камней и других препятствий, которые могут повредить аппарат при посадке. Кратер Jezero, где сейчас работает Perseverance — это каменная пустыня, и там не так просто найти ровную площадку. Вертолёт оснащён навигационной камерой, способной осматривать рельеф под ним. Оставалось добавить в программное обеспечение функциональность, которая позволила бы более эффективно использовать эту камеру. Новая программная прошивка как раз позволяет избегать опасных участков во время посадки — примерно так, как работают датчики на автомобиле, предотвращающие столкновение с препятствиями во время захода на парковку. Во время полёта Ingenuity будет определять наиболее безопасный участок в видимом поле своей камеры. Затем, при посадке, он будет отклоняться в полёте, чтобы зависнуть как раз над таким участком. Таким образом инженеры смогут использовать для эксплуатации дрона более каменистую местность.
Навигационное программное обеспечение вертолёта изначально было разработано для навигации над плоским участком. Если вертолёт пролетает над холмистым рельефом, первая версия прошивки, исходя из предположения о плоском участке, предполагала, что аппарат отклонился от курса, и начинала корректировать его движение, так, что вертолёт действительно отклонялся и летел не совсем туда, куда следовало. По мере того, как полёты удлинялись, эти навигационные погрешности становились всё более заметными, и назрела необходимость коррекции ошибок из-за неровностей рельефа. Новая версия ПО прежде всего отказывается от предположения плоской поверхности. Теперь для определения положения используется цифровая модель рельефа в кратере Jezero. Это помогает различить полёт над холмистой местностью и ситуации, когда вертолёт действительно отклоняется от курса или запланированной высоты. Точность навигации при этом повышается, и в дальнейшем команда управления будет иметь больше возможностей для навигации: для посадки посреди пустыни можно будет выбирать ровные площадки даже небольшого размера.
Самый короткий полёт номер 34 — это первый запуск вертолёта с обновлённым программным обеспечением. Результаты этого запуска используют для испытания новых возможностей дрона, который сейчас занимается сопровождением и разведкой с воздуха для марсохода Perseverance. На сегодня после тридцати четырёх запусков общий налёт дрона составляет около 7,4 километров, а суммарное время пребывания в воздухе — чуть меньше часа.