NASAの火星ヘリコプターの創意工夫:最初の飛行の前に知っておくべきこと

by tobiniumu
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このNASAのアニメーションでは、創意工夫が火星に飛び込みます。

NASA / JPL-Caltech

NASAの 車輪付きローバーは火星について信じられないほどの量を明らかにしました。 から 惑星の湿った歴史について学ぶ そしてその土壌の化学を発見し、 その大気中のメタンの不可解な存在、 ローリングロボットは、地球に最も近い隣人の1人の絵を描くのに不可欠です。 それらは注目に値しますが、多くの地面を覆うことはできません。崖を転がったり、岩に衝突したりするのを防ぐには、ゆっくりとした動きが重要です。

しかし、彼らが飛ぶことができるかどうか想像してみてください。

翼のセットを別の惑星のロボットにストラップで固定すると、他の世界を探索するまったく新しい方法が開かれます。 オーストラリアのスインバン大学の天体物理学教授であるアラン・ダフィーは、次のように述べています。

それはまさにNASAがIngenuityで行ったことです。 火星で飛行する予定の軽量回転翼航空機 それが飛ぶならば、それは人間が別の惑星で動力を与えられた、制御された飛行を達成したのは初めてです-宇宙の別の部分でのライト兄弟の瞬間。

しかし、火星での飛行には重大な課題があり、Ingenuityは、宇宙船の殺害を特に楽しんでいる惑星と戦わなければなりません。 それが地面から降りることに成功した場合、それは宇宙のより深い将来の任務への道を開くでしょう。

これが、Ingenuityがとても独創的である理由です。

プリフライトチェック

NASAがどのようにしてヘリコプターを火星に運んだのか疑問に思っていて、それについてあまり聞いたことがないと感じているのなら、おそらくNASAのパーサヴィアランスローバーが脚光を浴びているからでしょう。 創意工夫は「乗り物」の使命であり、技術デモンストレーションです。 科学を行うのは火星ではありません。 むしろ、それは動力飛行が別の世界で可能であることを示すために作られています。

7月に始まった地球から火星へのローバーの長い滞在中に、創意工夫は忍耐力の腹に隠れていました。 ローバー 2月に地球に上陸しました、そして創意工夫は、4月4日まで、過酷で寒い火星の表面から安全で健全でした。 忍耐力は慎重にチョッパーを置きました 土に。

パーサヴィアランスに搭乗している間、Ingenuityはローバーの一連の機器によって保護され、電力が供給されていました。 しかし、それが取り下げられ、忍耐力が失われた後、創意工夫は冷たく、孤独でした-文字通り。 火星の気温は、夜の氷点下をはるかに下回り、華氏マイナス130度前後まで急降下します。 幸いなことに、Ingenuityは、寒さに対処できることを示しました。 ローバー仲間から離れて最初の夜を生き延びた

しかし、忍耐力との関係は終わっていません。 Ingenuityが最初の飛行を開始するとき、それらのメッセージを地球に中継するのはPerseveranceになります

4月6日、Ingenuityは火星の最初の写真を撮りました。 表面の低解像度のオレンジと茶色のスナップショット。 それほど多くはありませんが、技術を習得したいのであれば、初めての車両です 有能 飛行中は赤い惑星の表面の写真を撮ったので、それはかなりクールです。

キャビンドアが閉まりました

火星での飛行を達成するには多くの課題がありますが、主要なものは空気です

赤い惑星と地球の間には、大気の大きな違いがあります。 火星の大気は私たちの大気に比べて信じられないほど薄いので、揚力を達成することははるかに困難です。 創意工夫は、この問題に対処するように設計されています。 チョッパーからフライヤー、ヘリコプターから回転翼航空機まで、私たちはすでにそれをすべてと呼んでいますが、それが私に最も思い出させる技術はドローンです。

ただし、そのブレードは地球上の同様のサイズの航空機のブレードよりもはるかに大きく、約2,400 rpmで回転します。これは、地球ベースの航空機の6倍の速度です。 この速度とサイズで、地球ベースのテストは、Ingenuityが問題なく火星で地面から降りることができるはずであることを示しました。

ただし、ドローンとは異なり、リアルタイムで車両を操縦している人は誰もいません。 Ingenuityチームは、事前にクラフトに指示をアップロードする必要がありました。その後、フライトが終了した後、データを受信します。 創意工夫は、非常に自律的であり、2つの惑星間の通信遅延中にそれ自体を健康に保つように設計されています。

離陸の準備をする

2月18日にパーサヴィアランスがジェゼロクレーターに着陸する前に、Ingenuityチームは、「飛行場」とその周囲の「飛行ゾーン」を探していました。

幸いなことに、着陸地点の隣には基本的に1つありました。 「私たちは、鼻の前に本当に素晴らしい飛行場があるかもしれないことに気づき始めました。」 前記 NASAのHåvardFjærGrip、Ingenuityのチーフパイロット。 グリップは、ヘリコプターのホームベースを決定する前に、チームが「すべての岩と小石」を調べたと言います。

30ソル(約31地球日)以内に、Ingenuityは5回の飛行を計画していますが、最初の飛行が最も重要です。 かなりシンプルなフライトになります。

回転翼航空機は、高度約3メートル(約10フィート)までまっすぐに離陸し、約30秒間その場でホバリングします。 その後、降りて再び着陸する前に、それは小さなターンをします。 飛行中、Ingenuityの目と脳は残業し、航空機を安全に保つためにチームによって事前にプログラムされます。

グリップによれば、地面の1秒あたり30枚の画像をスナップして、それがどこにあるかを理解し、必要な軌道変更を1秒あたり約500回行います。 この自律性により、火星の突然の突風によって創意工夫がコースから吹き飛ばされることはありません。

将来のミッション

NASAのエンジニアが何度も繰り返し述べているように、Ingenuityは、1997年に地球上を転がった最初の火星探査車Sojournerと同じように、「技術デモンストレーション」です。

多くの点で、Ingenuityはすでに成功しています。火星への旅を生き延び、惑星に身を置き、寒さの中で一人で最初の夜を生き延びました。 その最初の飛行は、火星探査だけでなく、太陽系全体の探査にとっても重要です。

サザンクイーンズランド大学の天体物理学教授であるジョンティホーナーは、次のように述べています。

飛行は探索のための強力なツールです。 ロボットが空中に留まることができれば、山岳地帯をすばやく登り、丘の中腹の亀裂を調査し、湖や湖底の上を飛んで、危険を回避するためにすばやく移動することができます。 適切な機器があれば、サンプルを奪い取り、ローリングロボットに戻すこともできるかもしれません。 将来、火星探査車と回転翼航空機のコンボを想像することもできます。これにより、宇宙機関は着陸場所をより正確に偵察し、翌日に転がるのに最適な場所を決定できます。

Ingenuityのデモの恩恵を受ける他のミッション(そして世界)もあります。

トンボは土星の衛星タイタンを探索します。

NASA / JHU-APL

そのような使命の1つは NASAのドラゴンフライホーナーがインジニュイティの「姉」と呼んでいる、その使命はタイタンを訪問します。 土星の最も興味をそそる衛星。 月は有機物が豊富で、地球のように窒素が豊富な大気を含み、 巨大なメタン湖 と嵐。 過去または現在の生命の兆候さえ含まれている可能性があります。

「タイタンは太陽系の他の場所とは異なり、トンボは他のミッションとは異なります。」 言う NASAの科学ミッション局の副管理者であるThomasZurbuchen。 宇宙船には生命の兆候を探したり、かつて液体の水を保持していたと思われるセルク衝突クレーターを研究したりするために必要なすべての機器が含まれているため、Ingenuityよりも少し野心的です。 トンボは2027年に打ち上げられ、2034年までにタイタンに到達する予定です。

創意工夫が軌道に乗れば、異世界の飛行の夢が現実になり、惑星宇宙探査の次の時代の到来を告げます。



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追記:BNB4万円超えに(4/7)

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