Die US-Raumfahrtbehörde NASA plant einen Mini-Hubschrauber, der auf den Namen Ingenuity (Genialität) getauft wurde, und mit der Raumsonde Perseverance auf dem Mars gelandet ist, in einigen Tagen fliegen zu lassen. Das Gerät soll die Umgebung der Landestelle aus der Luft zu erkunden.
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Ich hatte bereits im Blog-Beitrag Der Hubschrauber für den Mars über das Projekt berichtet. Die Marsatmosphäre besitzt nur etwa ein Prozent der Dichte der Erde. Das entspricht auf der Erde einem Flug in 30.480 Meter Höhe. Allerdings herrscht auf dem Mars nur 1/3 der Schwerkraft der Erdoberfläche. Dafür ist es aber auf dem Mars arg kalt, in Nächten fallen die Temperaturen auf bis zu minus 90 Grad Celsius. Harsche Anforderungen für ein Fluggerät. Der Hubschrauber ist eine Miniausführung, die lediglich einige Zentimeter groß ist und nur 1,8 Kilogramm wiegt. Später auf dem Mars soll das Gerät kleine Flüge von 90 Sekunden Dauer absolvieren. Die Flüge müssen autonom erfolgen, da eine Fernsteuerung von der Erde nicht möglich ist.
Mars-Hubschrauber im Kältetest
Über Ostern ist ein Tweet des Landers Perserverance in meinem Postfach gelandet, in dem mir mitgeteilt wurde, dass der Mars-Hubschrauber Ingenuity vom Rover Perserverance auf dem Mars abgesetzt wurde.
Bisher war der Hubschrauber an der Unterseite des Rovers angebracht und wurde auch über dessen Energieversorgung mit Strom zum Heizen versorgt. Nun hat der Rover Perseverance den Mini-Hubschrauber Ingenuity auf dem Marsboden abgesetzt und alle Verbindungen gekappt. Die Wissenschaftler der NASA testen nun, ob der Hubschrauber über Solarzellen selbsttätig seine Batterien aufladen und geheizt werden kann. Denn in der Mars-Nacht wird es Minus 90 Grad kalt, was zum Einfrieren und Ausfall empfindlicher ungeschützter elektrischer Komponenten und zur Beschädigung der für den Flug erforderlichen Bordbatterien führen kann.
Am 3. April 2021 wurde der Mini-Hubschrauber vom Rover abgesetzt und er hat seine ersten Nacht autark auf dem Mars überlebt. In den nächsten zwei Tagen wird Ingenuity Informationen darüber sammeln, wie gut die Thermalkontroll- und Stromversorgungssysteme funktionieren, jetzt, da der kleine Hubschrauber in der Marsumgebung auf sich allein gestellt ist. Diese Informationen werden zur Feinabstimmung des Thermalkontrollsystems von Ingenuity verwendet, damit es die rauen Marsnächte während des gesamten Flugversuchs überstehen kann.
"Dies ist das erste Mal, dass Ingenuity allein auf der Marsoberfläche war", sagte MiMi Aung, Ingenuity-Projektmanagerin am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien. "Aber wir haben jetzt die Bestätigung, dass wir die richtige Isolierung, die richtigen Heizungen und genug Energie in seiner Batterie haben, um die kalte Nacht zu überstehen … Wir freuen uns darauf, Ingenuity weiter für seinen ersten Flugtest vorzubereiten."
Die Entwicklung eines Fahrzeugs, das klein genug ist, um auf den Rover zu passen, leicht genug, um in der dünnen Marsatmosphäre zu fliegen, und dennoch widerstandsfähig genug, um der Marskälte zu widerstehen, stellte eine große Herausforderung dar. Um sicherzustellen, dass die Solaranlage auf den Rotoren des Hubschraubers so schnell wie möglich Sonnenlicht abbekommt, wurde Perseverance angewiesen, sich kurz nach dem Einsatz von Ingenuity zu entfernen. Der Rover dient als Kommunikationsrelais zwischen Ingenuity und der Erde und wird mit seinen Kameras die Flugeigenschaften des solarbetriebenen Helikopters beobachten.
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Der Mars-Hubschrauber Ingenuity nahm dieses Bild am 3. April 2021 mit seiner Farbkamera von unterhalb des Perseverance Rovers auf, nachdem der Rover das Fluggerät auf der Marsoberfläche abgesetzt hatte. Credit: NASA/JPL-Caltech
Die Mission von Ingenuity ist eine Technologie-Demonstration: Es gilt die Durchführung von Flugtests in der dünnen Marsatmosphäre zu versuchen. Der Hubschrauber trägt keine wissenschaftlichen Instrumente. Innerhalb von 30 Marstagen oder Sols (ein Marstag hat 24,6 Stunden) auf der Oberfläche wird Ingenuity seine Tests abschließen, und die wissenschaftliche Erkundung des Jezero-Kraters durch Perseverance wird in Gang kommen.
Laut dieser NASA-Mitteilung sollen am 7. April die Halterungen, die die Rotorblätter seit dem Start zusammenhalten, gelöst werden. Wenn das Missionsteam diesen Meilenstein erreicht, werden in den nächsten paar Sols weitere Tests der Rotorblätter sowie der Motoren, die sie antreiben, durchgeführt. Außerdem werden die Inertialmesseinheit (ein elektronisches Gerät, das die Orientierung und Winkelgeschwindigkeit eines Körpers misst) und die Bordcomputer, die den Hubschrauber autonom fliegen sollen, überprüft. Darüber hinaus wird das Team weiterhin die Energieleistung des Hubschraubers überwachen, einschließlich der Bewertung der Leistung der Solaranlage und des Ladezustands der sechs Lithium-Ionen-Batterien des Fluggeräts.
Wenn alles bei den unzähligen Vorflugtests gut läuft, wird Ingenuity frühestens am Abend des 11. April zum ersten Mal versuchen, von der Mitte des 10 mal 10 Meter großen Flugfeldes abzuheben, das wegen seiner Ebenheit und der Abwesenheit von Hindernissen ausgewählt wurde. Weitere Flugtests sind während des gesamten Monats geplant, wobei die Kameras von Perseverance jede Menge hochauflösende Bilder von der historischen Mission liefern werden.
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