Spannende Geschichte – die NASA hat eine "Flugunfalluntersuchung" betrieben, die klären sollte, warum der Hubschrauber Ingenuity kaputt ging. Das klitzekleine Problem: Ingenuity war ein Mini-Hubschrauber, der auf dem Mars abgestürzt ist.
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Was ist Ingenuity?
Unter diesem Namen verbirgt sich ein kleiner Mars-Hubschrauber, der in der extrem dünnen Luft auf dem Mars fliegen kann. 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.
Der kleine Mars-Hubschrauber Ingenuity war mit dem Mars-Rover Perserverance im Jezero-Krater gelandet. Vor über einem Jahr, am 19. April 2021, hatte der mit elektrischen Solarzellen mit Strom versorgte Mars-Hubschrauber seinen Erstflug (Hubschraubers auf einem fremden Planeten). Das Projekt ist eine Erfolgsgeschichte, denn eigentlich sollte die Maschine nur demonstrieren, dass man auf dem Mars in der dünnen Luft fliegen kann.
Ingenuity wurde als Technologiedemonstration für bis zu fünf experimentelle Testflüge innerhalb von 30 Tagen konzipiert. Es war fast drei Jahre lang in Betrieb, absolvierte 72 Flüge und flog mehr als 30 Mal weiter als geplant, wobei es über zwei Stunden Flugzeit wurden.
Beim Erstflug war das Fluggerät für ca. 30 Sekunden bis zu einer Höhe von 3 Meter aufgestiegen und wieder sicher gelandet. Nach den erfolgreichen Flügen sollte die Drohne nur 30 Tage lang getestet werden. Aber die Mission wurde verlängert und der Hubschrauber lebt immer noch – obwohl die Solarzellen zur Stromproduktion immer mehr verstauben. Ein Selfie des Rovers und des Hubschraubers findet sich übrigens hier.
Ingenuity ist flugunfähig
Der Marshubschrauber Ingenuity ist bei seinem 72. Flug kaputt gegangen und hat beim Aufsetzen seine Rotoren verloren.
Auf veröffentlichten Fotos der NASA ist zu sehen, dass dem Gerät Rotoren abgebrochen sind. Der Hubschrauber steht nun in schräger Lage auf einer Düne. Ich hatte im Beitrag Marshubschrauber Ingenuity: Richtig kaputt darüber berichtet.
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Nachdem die Mission am 25. Januar 2024 mit dem Bruch der Rotoren endete, wurde der Bordcomputer per Software-Update umprogrammiert und der Hubschrauber nun in eine Messstation verwandelt.
Die neue Software weist die Elektronik von Ingenuity an, einmal täglich aufzuwachen, um die Computer anzuschalten und die restliche Technik zu überprüfen. Dabei soll dann ein Farbfoto der Umgebung erstellt und mit den vorhandenen Sensoren die Temperatur der Umgebung gemessen und gespeichert werde
Der Speicher an Bord des Hubschraubers besitzt genügend Kapazität, um Daten für 20 Jahre zu speichern. Sollte nochmals eine Sonde oder ein Rover zum Platz, an dem Ingenuity steht, kommen, könnten die Daten, sofern die Elektronik noch funktioniert, abgerufen werden (siehe auch Mars-Hubschrauber Ingenuity: Kaputt und zum Daten erfassen verurteilt).
Warum ging Ingenuity kaputt?
Ingenieure von JPL und AeroVironment haben sozusagen Flugunfallforschung auf dem Mars betrieben, um zu ergründen, warum der Hubschrauber abgestürzt ist. Nachfolgender Tweet zeigt in einem Bild bereits den Hergang des Unfalls an, der in diesem Artikel beschrieben ist.
Die Untersuchung kommt zu dem Schluss, dass die Unfähigkeit des Navigationssystems von Ingenuity, während des Fluges genaue Daten zu liefern, wahrscheinlich zu einer Kette von Ereignissen führte, die zum Absturz führte und die Mission beendeten.
Flug 72 war als kurzer vertikaler Sprung geplant, um die Flugsysteme von Ingenuity zu überprüfen und das Gebiet zu fotografieren. Die Daten des Fluges zeigen, dass Ingenuity auf 12 Meter (40 Fuß) stieg, schwebte und Bilder aufnahm. Nach 19 Sekunden begann der Sinkflug, und nach 32 Sekunden war der Hubschrauber wieder auf der Oberfläche und hatte die Kommunikation unterbrochen. Am folgenden Tag wurde die Kommunikation wiederhergestellt, und die Bilder, die sechs Tage nach dem Flug herunterkamen, zeigten, dass Ingenuity schwere Schäden an den Rotorblättern erlitten hatte.
Der erste Pilot von Ingenuity, Håvard Grip vom JPL, sagte: "Mit den verfügbaren Daten sind mehrere Szenarien denkbar, aber wir haben eines, das wir für das wahrscheinlichste halten: Die fehlende Oberflächenstruktur gab dem Navigationssystem zu wenig Informationen, mit denen es arbeiten konnte."
Das optische Navigationssystem des Hubschraubers war darauf ausgelegt, visuelle Merkmale auf der Oberfläche mit einer nach unten gerichteten Kamera über gut strukturiertem (kieseligem), aber flachem Gelände zu verfolgen. Diese begrenzte Fähigkeit war für die ersten fünf Flüge von Ingenuity mehr als ausreichend. Aber bei Flug 72 befand sich der Hubschrauber in einer Region des Jezero-Kraters, die mit steilen, relativ strukturlosen Sandrippeln gefüllt war.
Eine der Hauptanforderungen an das Navigationssystem bestand darin, Geschwindigkeitsschätzungen zu liefern, die es dem Hubschrauber ermöglichten, innerhalb eines kleinen Bereiches von vertikalen und horizontalen Geschwindigkeiten zu landen. Die Daten, die während des Fluges 72 übermittelt wurden, zeigen, dass das Navigationssystem etwa 20 Sekunden nach dem Start nicht genügend Oberflächenmerkmale finden konnte, die es verfolgen konnte.
Fotos, die nach dem Flug aufgenommen wurden, zeigen, dass die Navigationsfehler beim Aufsetzen zu hohen horizontalen Geschwindigkeiten führten. Das wahrscheinlichste Szenario ist, dass der harte Aufprall auf der Sanddüne Ingenuity zum Nicken und Rollen brachte. Die schnelle Lageänderung führte zu einer Belastung der schnell drehenden Rotorblätter, die über ihre Konstruktionsgrenzen hinausging. Das führte dazu, dass alle vier Blätter an ihrer schwächsten Stelle abbrachen – etwa ein Drittel von der Spitze entfernt. Die beschädigten Blätter verursachten übermäßige Vibrationen im Rotorsystem, rissen den Rest eines Blattes aus der Verankerung und erzeugten einen übermäßigen Leistungsbedarf, der zum Verlust der Kommunikation führte.
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