Perseverance (Wytrwałość)
NASA Mars 2020


Lądowanie
                  sondy MSL. Łazik NASA 2020. Śmigłowiec
                  Ingenuity.

Sonda NASA przeznaczona do badania powierzchni Marsa (w tym poszukiwania śladów życia) za pomocą łazika dalekiego zasięgu (około 20 km), o czasie działania jednego roku marsyjskiego.

Jego nazwa została wybrana w marcu 2020 r. spośród propozycji, zgłaszanych w ostatnich miesiącach przez uczniów szkół z USA. Do finału zostały zakwalifikowane następujące nazwy: Endurance, Tenacity, Promise, Perseverance, Vision, Clarity, Ingenuity, Fortitude i Courage. 29.04.2020 helikopter nazwano Ingenuity (Pomysłowość).

Start z wyrzutni SLC-41 na Cape Canaveral przy pomocy RN Atlas-5/541, w oknie startowym 17.07-05.08.2020.

Cena misji wynosi około 1,2 miliarda USD. W celu zapewnienia wystarczającej ilości energii oraz ogrzewania, zasilanie pochodzi z dwóch ogniw radioizotopowych. Lądowanie przebiegać będzie wg. poniższego scenariusza: po wejściu w atmosferę nastąpi faza hamowania aerodynamicznego, następnie do spowolnienie spadku zostanie użyty spadochron, potem zostaną włączone silniki hamujące. Zamontowane one są na czterech wysięgnikach konstrukcji kratownicowej (zwanej Skycrane), a ich dysze są odchylone od jej osi podłużnej pod znacznym kątem. Pozwoli to na dokonanie pięciosekundowego zawisu na wysokości 5 metrów nad powierzchnią gruntu, a następnie opuszczenie na linie złożonego łazika (zetknięcie z gruntem dokonane będzie z prędkością mniejszą od 1 m/s). Po przecięciu liny Skycrane odleci na bezpieczny, kilkukilometrowy dystans, po czym rozbije się. Rejon lądowania (na terenie Syrtis Major w kraterze Jezero, który kiedyś był zbiornikiem wodnym) został wybrany na podstawie danych z orbitera Mars Reconnaissance Orbiter. Graficzny schemat ostatniej fazy procedury lądowania.

Ogólna koncepcja oparta będzie na funkcjonującym na Marsie od sierpnia 2012 roku łaziku Curiosity. Przy tych samych wymiarach - długość (nie uwzględniając manipulatora) 3,00 m, szerokość 2,77 m, wysokość (wraz z masztem i kamerami) 2,13 m jest od niego cięższy o 151 kg i waży 1050 kg. System napędu został wzmocniony w stosunku do Curiosity, średnica kół wynosi 0,525 m. Maksymalna prędkość łazika wynosi 4 cm/s. Łazik napędzany jest z dwóch generatorów radioizotopowych typu MMRTG o masie 45 kg, zawierających 4,8 kg plutonu-238. Wydzielające się z jego rozpadu ciepło zamieniane jest na energię elektryczną (2,7 kWh/sol). Maksymalny czas pracy generatora wynosi 14 lat, a samego łazika minimum rok marsjański, czyli dwa lata ziemskie.

Dodatkowym ładunkiem będzie MHS (Mars Helicopter Scout), nazwany Ingenuity. To niewielki, napędzany energią słoneczną śmigłowiec o masie 1,8 kg do testowania stabilności lotu i ustalania optymalnej drogi dla łazika. Jego jedynym wyposażeniem będą kamery. Podczas testów, w ciągu 30 soli powinien wykonać do pięciu lotów nie dłuższych, niż 3 minuty każdy. Podstawowym celem misji łazika będą badania astrobiologiczne – zbadanie, czy w przeszłości środowisko marsjańskie mogło być przyjazne dla jakichś form życia, a także poszukiwanie ich ewentualnych śladów. Dodatkowo zostanie pobranych 20 do 30 próbek gruntu, które zostaną zamknięte w specjalnych kontenerach i rozmieszczone wzdłuż trasy. W przypadku realizacji amerykańsko-europejskiego projektu sprowadzenia na Ziemię próbek z Marsa, stanowiłyby one cel dla specjalnego pojazdu, który by je zebrał i dostarczył do statku, który z kolei dostarczyłby go na naszą planetę.

Aparatura naukowa łazika to:
 

  • MastCam-Z: kamera do wielospektralnej stereofotografii oraz filmowania z wysoką rozdzielczością do 10 obrazów na sekundę, wyposażona w zoom 3,6:1.
  • SuperCam: urządzenie do zdalnej detekcji składu chemicznego i biochemicznego oraz mikrofotografii powierzchni próbek poddanych działaniu dwóch wiązek laserowych, czerwonego i zielonego.
  • PIXL (Planetary Instrument for X-Ray Lithochemistry): rentgenowski spektrometr fluorescencyjny do precyzyjnego ustalania składu chemicznego powierzchni.
  • RIMFAX (Radar Imager for Mars' subsurface experiment): radar podpowierzchniowy do wykrywania skał, meteorytów i lodu wodnego do głębokości 10 m.
  • MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer): zestaw sensorów do pomiaru temperatury, prędkości i kierunku wiatru, ciśnienia, wilgotności, promieniowania oraz kształtu i wielkości cząsteczek pyłu.
  • MOXIE (Mars Oxygen ISRU Experiment): eksperyment polegający na wytwarzaniu tlenu z atmosferycznego dwutlenku węgla.
  • SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals): spektrometr UV do ustalania składu mineralogicznego i wykrywania substancji organicznych.
  • Dwa mikrofony przekazujące dźwięk podczas lądowania, wiercenia i zbierania próbek.

  • Przebieg lotu:

    Wyznaczony na 17.07.2020 start został w dniu 09.06.2020 przesunięty na 20.07.2020 z powodu awarii dźwigu na wyrzutni.

    24.06.2020 start przełożono na 22.07.2020 z powodu konieczności rozwiązania problemów z ewentualnym zanieczyszczeniem podczas zamykania sondy w osłonie aerodynamicznej.

    30.06.2020 start przełożono na nie wcześniej, niż 30.07.2020 z powodu wykrycia nieprawidłowości w czujniku linii ciekłego tlenu podczas WDR. Jednocześnie NASA wydłużyła okno startowe do 15.08.2020, a także rozważała ewentualność dalszego wydłużenia, aż do końca sierpnia.

    30.07.2020 o 11:50:00,233 nastąpił start.

    14.08.2020 wykonano manewr TCM-1.

    30.09.2020 wykonano manewr TCM-2.

    18.12.2020 wykonano manewr TCM-3.

    18.02.2021 o 20:43 sonda wylądowała na Marsie. Mapka miejsca lądowania i upadku podzespołów sondy.

    21.02.2021 łazik przekazał panoramę okolicy.

    04.03.2021 łazik wykonał pierwszą jazdę testową, przebywając dystans 6,5 metra.

    06.03.2021 miejsce lądowania nazwano "Octavia E. Butler Landing".

    13.03.2021 odrzucono osłonę systemu pobierania próbek.

    21.03.2021 od łazika odrzucono osłonę śmigłowca.

    23.03.2021 wyznaczono strefę lotów śmigłowca. Strefa naniesiona na mapę.

    27.03.2021 rozpoczęto sześciodniową procedurę uwalniania Ingenuity.

    31.03.2021 Ingenuity w pozycji pionowej i z rozłożonymi podporami 13 cm nad powierzchnią.

    03.04.2021 śmigłowiec został uwolniony, łazik odjechał około 5 metrów, by rozpocząć serię testów komunikacyjnych.

    10.04.2021 podczas ostatniego testu wysokich obrotów wirnika doszło podczas przejścia z trybu "preflight" do "flight" do przerwania sekwencji. Pierwszy lot został opóźniony.

    19.04.2021 o 07:33:26 doszło do pierwszej w historii próby lotu aerodynamicznego aparatu cięższego od powierza na innej planecie. Śmigłowiec Ingenuity wzniósł się na wysokość 3 metrów, zawisł tam na 30 sekund, po czym opadł na grunt. Lot trwał 39,1 sekundy. Wykres wysokości. Zdjęcie z helikoptera, pokazujące jego cień na powierzchni Marsa. Lądowisko zostało nazwane Wright Brothers Field (Airfield A).

    20.04.2021 podczas pierwszego uruchomienia eksperymentu MOXIE instrument w ciągu niespełna godziny wyprodukował blisko 5,4 gramów tlenu z dwutlenku węgla.

    22.04.2021 o 09:33 śmigłowiec Ingenuity wzniósł się na wysokość 5 metrów, zawisł, obrócił się, przechylił i przeleciał w poziomie 2 metry, po czym wylądował. Lot trwał 51,9 sekundy.

    25.04.2021 o 05:31 śmigłowiec Ingenuity przemieścił się w poziomie 50 m z prędkością poziomą 2 m/s, następnie przeleciał 50 m na północ, a później powrócił na miejsce startu z prędkością ok. 2 m/s. Lot trwał 80 s.

    Zaplanowany na 29.04.2021 lot Ingenuity nie został wykonany.

    30.04.2021 o 14:46 wykonano lot numer 4. Jego przebieg był następujący: po wzniesieniu się na wysokość 5 m dron skierował się na południe na odległość 84 m. Podczas lotu używano skierowanej w dół kamery nawigacyjnej do zbierania obrazów powierzchni co 1,2 m od tego punktu, aż do odległości 133 m. Następnie dron zrobił zdjęcia za pomocą kamery barwnej, po czym powrócił na lądowisko. Czas trwania lotu wyniósł 117 sekund, maksymalna prędkość 3,5 m/s.

    07.05.2021 o 19:26 wykonano lot numer pięć. Jego przebieg był następujący: po wzniesieniu się na wysokość 5 m dron skierował się na południe na odległość 129 m. Następnie wzniósł się na wysokość 10 metrów, po czym wylądował (miejsce lądowania nazwano Airfield B). Czas trwania lotu wyniósł 110 sekund.

    22.05.2021 wykonano lot numer sześć. Po 54 sekundach doszło do anomalii - odczyty z platformy inercyjnej zaczęły różnić się od procesowanych zdjęć z powodu błędnego znacznika czasu na jednym z nich. Ingenuity zaczął oscylować w zakresie 20°. Oprogramowanie zignorowało kolejne zdjęcia i śmigłowiec wylądował bezpiecznie 5 metrów od celu, nazwanego Airfield C.

    08.06.2021 wykonano lot numer 7. Trwał on 62,8 sekundy, przebyty dystans wyniósł ok. 106 metrów.

    21.06.2021 wykonano lot numer 8. Trwał on 77,4 sekundy, przebyty dystans wyniósł 160 metrów, lądowanie nastąpiło 133,5 m od łazika.

    05.07.2021 wykonano lot numer 9. Trwał on 166,4 sekundy, przebyty dystans z prędkością 5 m/s wyniósł 625 metrów.

    24.07.2021 wykonano lot numer 10. Trwał on ~165 sekund, przebyty dystans wyniósł 226 ? metrów, osiągnięto maksymalną wysokość 12 metrów. Lądowanie nastąpiło w miejscu nazwanym "Raised Ridges".

    05.08.2021 wykonano lot numer 11. Trwał on 130,9 sekundy, przebyty dystans wyniósł ok. 380 metrów, osiągnięto maksymalną wysokość 12 metrów.

    16.08.2021 wykonano lot numer 12. Trwał on 169 sekund, przebyty dystans wyniósł ok. 450 metrów, osiągnięto maksymalną wysokość 10 metrów. Lądowanie nastąpiło w obszarze "South Séítah".

    06.09.2021 o 00:04 wykonano lot numer 13. Trwał on 161 sekund, przebyty dystans wyniósł 210 metrów, osiągnięto maksymalną wysokość 8 metrów i prędkość 3,3 m/s. Śmigłowiec wylądował w miejscu startu.

    16.09.2021 wykonano test wysokich obrotów wirnika (2800 rpm), co związane jest ze spadkiem ciśnienia atmosfery na Marsie podczas okresu zimowego.

    18.09.2021 podjęto próbę wykonania wzniesienia śmigłowca przy obrotach wirnika 2700 rpm na wysokość 5 metrów, jednak po osiągnięciu zakładanych obrotów operacja została wstrzymana z powodu awarii jednego z dwóch serwomotorów sterujących nachyleniem płatów wirnika. Kolejna próba zostanie podjęta dopiero po zakończeniu koniunkcji Marsa ze Słońcem, która trwa  w dniach 28.09.-17.10.2021.

    24.10.2021 wykonano wzniesienie śmigłowca przy obrotach wirnika 2700 rpm na wysokość 5 metrów (jednocześnie przesunął się dwa metry, by uniknąć zapiaszczenia), krótki zawis i lądowanie. Lot trwał 23 sekundy.

    06.11.2021 o 17:22 wykonano lot numer 15, który rozpoczął powrót Ingenuity do Wright Brothers Field, co zajmie od 4 do 7 lotów. Trwał on 128,8 sekund, przebyty dystans wyniósł 406 metrów, osiągnięto maksymalną wysokość 12 m.

    20.11.2021 wykonano lot numer 16. Trwał on 109 sekund, dystans wyniósł 116 metrów, przebytych na pułapie 10 metrów.

    05.12.2021 wykonano lot numer 17. Trwał on 117 sekund, dystans wyniósł 187 metrów, przebytych na pułapie 10 metrów. Ze względu na ukształtowanie terenu, ostatnie 3 metry opadania śmigłowiec przeleciał w cieniu radiowym łazika.

    15.12.2021 wykonano lot numer 18. Trwał on 125 sekund, dystans wyniósł 230 metrów. Łącznie Ingenuity przeleciał już 3820 metrów w czasie 33 minut i 10 sekund.

    13.01.2022 lot nr 19 został przerwany na etapie startu, przyczyną była burza pyłowa, która spowodowała spadek ciśnienia o 7%, poniżej krytycznego dla możliwości lotu aparatu.

    08.02.2022 wykonano lot numer 19. Trwał on 99,98 sekundy, dystans wyniósł około 62 metrów.

    25.02.2022 wykonano lot numer 20 z punktu Airfield E do Airfield M. Trwał on 130,3 sekundy, dystans wyniósł około 391 metrów (h=10m, v=4,4 m/s).

    11.03.2022 wykonano lot numer 21. Trwał on 129,2 sekundy, dystans wyniósł 370 metrów, prędkość 3,85 m/s.

    15.03.2022 NASA przedłużyła misję Ingenuity do września 2022 roku.

    20.03.2022 około 04:06 wykonano lot numer 22. Został on przerwany po 101,4 sekundy z powodu anomalii, po przeleceniu dystansu 70,4 m z planowanych 440 m. Pułap lotu to 10 m.

    24.03.2022 około 06:45 wykonano lot numer 23. Trwał on 129,1 sekundy, dystans wyniósł 358 metrów.

    03.04.2022 około 12:49 wykonano lot numer 24. Dystans wyniósł 47,5 metra.

    08.04.2022 wykonano lot numer 25. Trwał on 161,3 sekundy, dystans wyniósł 708,5 metra, prędkość 5,5 m/s. Dwie ostatnie wartości są rekordowe.

    Do 19.04.2022 - pierwszej rocznicy pierwszego lotu Ingenuity - przeleciał on dystans 5870 metrów w ciągu 46,5 minuty.

    20.04.2022 około 01:32 wykonano lot numer 26, podczas którego śmigłowiec przeleciał 360 metrów (w tym nad spadochronem misji) w ciągu 159 sekund.

    23.04.2022 wykonano lot numer 27. Trwał on 152,9 sekundy, dystans wyniósł 307 metrów.

    29.04.2022 wykonano lot numer 28. Trwał on 152,4 sekundy, dystans wyniósł 418 metrów, lądowanie nastąpiło w punkcie o nazwie Airfield T. Łącznie śmigłowiec przebył dystans 6909 metrów w łącznie czasie 54,2 minuty.

    03.05.2022 nie udało się nawiązać kontaktu pomiędzy łazikiem a śmigłowcem.

    05.05.2022 nawiązano łączność. Telemetria wykazała, że przyczyną braku kontaktu było wejście śmigłowca w stan niskiego zasilania. Spowodowane to było zwiększeniem ilości pyłu w atmosferze Marsa i spadkiem temperatury w związku z nadchodzącą zimą. Niskie zasilanie spowodowało reset zegara misji, co spowodowało jego desynchronizację z zegarem łazika. Kontrola misji zmieniła zasady zasilania - obecnie grzejniki sondy uruchamiają się dopiero po spadku temperatury poniżej -40°C, zamiast, jak dotychczas, -15°C.

    11.06.2022 wykonano lot numer 29. Trwał on 66,6 sekundy, dystans wyniósł 179 metrów, osiągnięto prędkość 5,5 m/s..


    Plan lotu sondy:

    data zdarzenie
    ??.0?.2022
    30. lot śmigłowca (opcja)
    ??.??.20?? koniec misji Perseverance


    Strona główna | Sondy kosmiczne | Mars | Witryna projektu | Witryna Ingenuity