NASA menjadwalkan penerbangan helikopter uji pertamanya ke Mars pada hari Senin – Spaceflight Now

Setelah beberapa pemecahan masalah jarak jauh, helikopter Ingenuity Mars NASA akan mencoba penerbangan pertamanya ke dunia lain pada hari Senin dalam demonstrasi yang dapat membuka pintu ke era baru pengintaian udara antarplanet.

Insinyur di Jet Propulsion Laboratory NASA di California mengirim perintah untuk uji terbang Ingenuity pada hari Minggu, membuka jalan untuk lepas landas dalam lompatan singkat ke atas dan ke bawah pada 3:31 pagi EDT (0731 GMT) pada hari Senin.

Diperlukan waktu sekitar tiga jam bagi tim darat untuk menerima data yang mengonfirmasi hasil penerbangan. Sinyal akan memantul dari helikopter ke rover persisten, yang meluncurkan drone ke permukaan Mars pada 3 April, dan kemudian ke pengorbit yang terbang di atas untuk mengirimkan data ke Bumi.

NASA TV akan menyiarkan liputan langsung dari Pusat Operasi JPL mulai pukul 6:15 pagi EDT (1015 GMT) hari Senin karena para pejabat menunggu data tentang hasil lompatan Ingenuity. Setelah data mulai mengalir, teknisi akan menganalisis sinyal untuk tanda alarm bahwa helikopter berhasil mengambil dan mendarat.

Kemudian, gambar akan mulai mengalir kembali ke Bumi dari kamera di pesawat, dan kamera di Tenacity Wagon memantau penerbangan dari jarak sekitar 200 kaki (60 meter).

Pejabat NASA memperkirakan penerbangan yang sepenuhnya otomatis pada hari Senin akan memakan waktu sekitar 40 detik saat drone lepas landas pada sekitar 10 kaki (3 meter), melayang sebentar di sana, kemudian berbelok untuk memberi sinyal ke arah yang berbeda sebelum mendarat lagi dengan empat karbon. Kaki serat.

Gambar pertama dari kamera navigasi hitam dan putih helikopter dapat kembali ke Bumi tak lama setelah uji terbang hari Senin. Kemudian kendaraan akan tidur dan mengisi ulang baterainya sebelum mengirimkan gambar berwarna.

Sementara itu, kamera pembesar resolusi tinggi di tiang penjelajah Perseverance akan mencoba menangkap gambar diam dan video helikopter.

“Kami sangat senang,” kata Tim Canham, Kepala Operasi Kecerdasan di JPL. “Ini bisa menjadi hari yang luar biasa. Kami semua gugup, tetapi kami yakin bahwa kami memberikan pekerjaan dan waktu, dan memiliki orang yang tepat untuk melakukan pekerjaan itu.”

Jika penerbangan pertama berhasil seperti yang diharapkan NASA, Ingenuity dapat terbang empat kali lagi dalam minggu-minggu berikutnya, mencoba melihat sekilas penerbangan tersebut dengan lebih berani sebelum mengakhiri kampanye uji terbang awal bulan depan. Kemudian NASA ingin membebaskan ketekunan untuk melanjutkan misi sains utamanya menemukan dan mengumpulkan sampel batuan Mars untuk akhirnya kembali ke Bumi.

Lori Glaze, kepala Departemen Ilmu Planet NASA, menggambarkan Helikopter Inovasi sebagai eksperimen “berisiko tinggi, hadiah tinggi” yang dapat membuka jalan bagi kendaraan udara masa depan untuk menjelajahi Mars dan planet lain.

Massa helikopter Ingenuity senilai $ 80 juta hanya 1,8 kilogram. Beratnya 4 pon di Bumi, atau 1,5 pon dalam gravitasi Mars, tetapi bilahnya yang ringan harus menghasilkan gaya angkat atmosfer kurang dari 1% kepadatan Bumi di permukaan laut.

Bobby Brown, direktur ilmu planet di Jet Propulsion Laboratory, mengatakan helikopter dan tim pendukungnya di Bumi akan mencoba menghasilkan “momen Wright Bersaudara” di dunia lain.

Sebagai pengakuan atas penerbangan Ingenuity sebagai penerbang pertama lainnya, NASA memasang sepotong kain seukuran perangko dari pesawat pertama Wright Bersaudara, yang dikenal sebagai Flyer, di helikopter Mars. Kain menutupi salah satu sayap pesawat selama penerbangan perdananya di Kitty Hawk, North Carolina, pada 17 Desember 1903.

Sepotong kain lain dan sepotong kayu bakar dari Wright Flyer terbang ke bulan dalam misi Apollo 11 pada 1969. Sementara Wright bersaudara menggunakan kain dan kayu untuk pesawat terbang mereka, kreativitasnya terbuat dari kulit serat karbon dan “logam eksotis,” Kata Bob Palram, chief engineer dari Ingenuity di Jet Propulsion Laboratory.

Thomas Zurbuchen, Kepala Sains di NASA, menggambarkan upaya penerbangan pertama Ingenuity sebagai “momen bersejarah dengan analog pada tahun 1903 – di mana kontrol penerbangan dilakukan di planet lain.”

Sejak ketekunan mengerahkan helikopter Ingenuity dari perutnya awal bulan ini, helikopter tersebut telah membuktikan dapat mengisi ulang baterainya menggunakan panel surya, dan tetap hangat di malam Mars yang dingin. Tim darat juga mengirim perintah untuk membuka bilah rotor, yang memanjang kira-kira 4 kaki (1,2 meter) dari ujung ke ujung, untuk uji putaran kecepatan rendah 50 rpm.

Namun ada masalah yang menyebabkan urutan start-up rotor drone itu diperpendek ke permukaan Mars saat mencoba mengorbit dengan kecepatan tinggi pada 9 April. Rapid spin test pisau Ingenuity anti-spin seharusnya menjadi jalan keluar terakhir sebelum para pejabat melakukan penerbangan helikopter pertama. Kemudian dijadwalkan pada 11 April.

Urutan perintah untuk uji rotasi kecepatan tinggi berakhir lebih awal ketika helikopter mencoba untuk mengalihkan komputer penerbangan dari mode “pra-penerbangan” ke “penerbangan”, menurut NASA. Sistem kontrol pengatur waktu yang dirancang untuk mengawasi rantai komando sebelum penyelesaian uji rotasi telah kedaluwarsa, yang mengakibatkan penghentian uji rotasi helikopter secara dini.

Tim di JPL telah merancang dua taktik untuk menyelesaikan masalah urutan perintah. Salah satu pendekatan melibatkan modifikasi urutan perintah untuk “mengubah waktu” transisi helikopter dari mode pra-penerbangan ke mode penerbangan, menurut MiMi Aung, Manajer Proyek Ingenuity.

Solusi lain adalah gerakan dinonaktifkan dan akan menunda penerbangan pertama helikopter. Opsi itu adalah menginstal ulang perangkat lunak yang dimodifikasi di komputer penerbangan Ingenuity, menggantikan kode yang telah berfungsi sempurna untuk helikopter selama hampir dua tahun, tulis Ong dalam sebuah posting di situs NASA.

Pengalaman penerbangan dengan urutan perintah yang dimodifikasi lebih mudah, dan pada hari Jumat berhasil lulus uji putaran kecepatan tinggi rotor helikopter hingga hampir 2.500 rpm. Tes tersebut menunjukkan bahwa solusinya akan memungkinkan helikopter untuk beralih ke mode penerbangan dan lepas landas dalam 85% upaya.

“Kami juga tahu bahwa jika upaya pertama pada hari Senin tidak berhasil, kami dapat mencoba perintah ini lagi, dengan peluang bagus bahwa upaya berikutnya di hari-hari berikutnya akan berhasil meskipun upaya pertama tidak berhasil,” tulis Ong. “Untuk alasan ini, kami memilih untuk mengikuti jalan ini.”

Sementara itu, tim di lapangan terus mencari opsi cadangan untuk memperbarui perangkat lunak Ingenuity. Perangkat lunak baru tersebut telah ditautkan ke rover Perseverance, yang dapat mengirimkan kode tersebut ke Ingenuity melalui tautan komunikasi radio Rover-to-helicopter jika diperlukan.

“Jika pendekatan awal kami untuk terbang tidak berhasil,” tulis Ong, “penjelajah akan mengirim perangkat lunak kontrol penerbangan baru ke helikopter.” “Kami kemudian akan memerlukan beberapa hari persiapan tambahan untuk mengunggah dan menguji perangkat lunak baru pada Ingenuity, menguji ulang rotor dalam konfigurasi baru ini, dan mendaur ulang untuk percobaan penerbangan pertama.”

Ong membandingkan upaya uji terbang dengan peluncuran rudal.

“Kami melakukan semua yang kami bisa untuk membuatnya berhasil, tetapi kami juga tahu bahwa kami mungkin harus membersihkan dan mencoba lagi,” tulisnya. “Di bidang teknik, selalu ada ketidakpastian, tetapi itulah yang membuat bekerja pada teknologi canggih begitu menarik dan bermanfaat. Kami harus terus berinovasi dan mengembangkan solusi untuk tantangan baru. Dan mencoba hal-hal yang hanya diimpikan oleh orang lain.”

Ong menulis: “Kreativitas adalah pengalaman teknologi.” “Karena itu, rencana kami adalah memajukan keadaan dan belajar sambil melakukan. Kami mengambil risiko yang tidak dapat diambil oleh misi lain, dan kami mengevaluasi setiap langkah dengan hati-hati.”

Jika semua berhasil, baling-baling serat karbon akan berputar sekitar 40 kali per detik untuk mengangkat helikopter Ingenuity dari tanah. Baling-balingnya sendiri memiliki massa hanya 35 gain, atau lebih dari satu ons, dan harus berputar lebih cepat daripada baling-baling helikopter di darat.

“Sebuah helikopter terbang dengan menghasilkan daya angkat,” kata Ong. “Di Bumi, ini dilakukan dengan mendorong udara, sehingga bilah mendorong udara dan lift dihasilkan. Di Mars, di mana kepadatan atmosfernya sangat lemah – sekitar 1% dibandingkan di sini – ada lebih sedikit partikel yang pada dasarnya harus ada. mendorong. Itu berarti harus. “Kita harus memberi kompensasi … kita harus berputar lebih cepat daripada yang kita lakukan di tanah.”

Helikopter yang sangat ringan, dikombinasikan dengan algoritma kendali secepat kilat untuk menyesuaikan penerbangan pesawat 500 kali per detik, membutuhkan bahan canggih dan kemampuan komputasi.

“Kami belum bisa melakukan itu dalam 15 atau 20 tahun,” kata Ong.

Kirim email ke penulis.

Ikuti Stephen Clark di Twitter: Sematkan Tweet.