Прерванный полет: почему завершилась миссия марсианского вертолета Ingenuity

Космическое агентство NASA объявило, что марсианский вертолет Ingenuity больше не может летать из-за повреждения лопастей несущего винта. Хотя аппарат остается в вертикальном положении и поддерживает связь, его миссия официально завершена. С подробностями – научный обозреватель Николай Гринько.

Фото: mars.nasa.gov

Представьте себе, что вы купили автомобиль, который верой и правдой прослужил вам, а потом и вашим потомкам еще 300 лет. Звучит как что-то невероятное, но примерно так обстоит дело с летательным аппаратом Ingenuity.

По задумке создателей, он должен был совершить всего пять полетов, а вместо этого вертолетик поднимался над поверхностью Марса целых 72 раза. Ingenuity был доставлен на Красную планету 18 февраля 2021 года и отработал там почти три года. Летал бы и дальше, но во время очередного сеанса была повреждена одна из несущих лопастей. После этого NASA посчитало дальнейшую эксплуатацию невозможной.

Этот беспилотник – по-настоящему уникальный аппарат. Начнем с того, что Ingenuity – вообще первый в истории дрон, совершивший управляемый полет на другой планете. До него зонды могли лишь спускаться с орбиты на парашютах, а некоторые – планировать в пространстве. Но целенаправленно летать, взрезая чужую атмосферу винтами и совершая маневры, не умел ни один из них.

Между прочим, парить над Марсом – дело не такое уж простое. Плотность марсианской атмосферы почти в 100 раз меньше земной, а значит, энергии для полета в ней требуется во столько же раз больше. Не стоит забывать и о морозе: средняя температура здесь составляет минус 50 градусов, что сильно мешает работе электроники. Кроме этого, Ingenuity добывает электричество из солнечного света. Но, во-первых, Марс расположен намного дальше от Солнца, чем Земля. А во-вторых, солнечная батарея, питающая все системы вертолета, очень маленькая – примерно с клавиатуру компьютера.

Правда, и сам аппарат не слишком велик. Он весит всего 1,8 кг, а в высоту достигает полуметра – примерно по колено взрослому. При этом он аэродинамически симметричен: может с одинаковым успехом двигаться вперед любой стороной, что неоднократно и доказал. Первая проба движения "боком вперед" с одновременной съемкой на цветную камеру была сделана в шестом рейсе, а в 11-м вертолет развернулся на 180 градусов и прошел весь маршрут "задним ходом".

Фото: mars.nasa.gov

Еще одна сложность для Ingenuity – невозможность прямого дистанционного управления. Оператор не способен взаимодействовать с коптером в реальном времени, поскольку задержка связи достигает получаса. Поэтому ЦУП отправляет на Марс подробный план полета, а Ingenuity выполняет его. Причем и это – довольно сложная задача.

Проблема в том, что на Марсе нет навигационных систем, а магнитное поле планеты настолько слабо, что даже компас толком не работает. Если добавить сюда еще и слабую атмосферную защиту от солнечных электромагнитных бурь, получится настоящий кошмар для любого навигатора. Поэтому Ingenuity ориентируется только на картинку со своих камер и показания двух акселерометров.

Но даже составить точную карту уже совершенного полета при таких ограничениях невозможно. А потому земные операторы делают это… по тени. Во время рейса вертолет ведет съемку марсианской поверхности – причем не видео, а фото. И на этих кадрах смотрят на тень, которую он отбрасывает на поверхность планеты. Это и есть основной ориентир: по снимкам можно определить ориентацию дрона в пространстве и направление его движения.

Именно таким способом инженеры и обнаружили повреждения после 72-го полета. Посадка оказалась не слишком удачной, аппарат накренился и зацепил лопастями грунт. Сесть ему удалось на все четыре "ноги", но тень отчетливо показала поврежденную кромку. Как ни странно, другого способа оценить поломку пока нет: марсоход Perseverance сейчас находится слишком далеко и не может сфотографировать вертолет.

Потратив на обсуждение почти сутки, руководство NASA решило официально завершить миссию Ingenuity. Теперь он стоит на Красной планете как памятник самому себе и выдающимся инженерным достижениям. Возможно, когда-нибудь ему еще удастся взмыть над поверхностью Марса.

Хотя…