NASA's Ingenuity Mars Helicopter is over twee dagen verwijderd van de eerste poging van de mensheid om aangedreven, gecontroleerde vlucht van een vliegtuig op een andere planeet. Als alles volgens plan verloopt, het 4 pond (1,8 kg) helikoptervliegtuig zal naar verwachting opstijgen vanaf Mars' Jezero Crater zondag, 11 april om 12:30 uur lokale Mars zonnetijd (22:54 uur EDT), gedurende maximaal 30 seconden 10 voet (3 meter) boven het oppervlak zweven. Missiecontrolespecialisten van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië verwachten de volgende ochtend rond 4.15 uur EDT de eerste gegevens van de eerste vluchtpoging te ontvangen.

"Hoewel Ingenuity geen wetenschappelijke instrumenten draagt, de kleine helikopter maakt zijn aanwezigheid al voelbaar over de hele wereld, terwijl toekomstige leiders de voortgang naar een ongekende eerste vlucht volgen, " zei Thomas Zurbuchen, associate administrator voor wetenschap op NASA Headquarters. "We doen dit soort technische demo's om de grenzen van onze ervaring te verleggen en iets te bieden waarop de volgende missies en de volgende generatie kunnen voortbouwen. Net zoals Ingenuity werd geïnspireerd door de gebroeders Wright, toekomstige ontdekkingsreizigers zullen zowel de gegevens als de inspiratie van deze missie gebruiken."

De Marshelikopter is een risicovol, technologiedemonstratie met hoge beloning. Als Ingenuity moeilijkheden zou ondervinden tijdens haar missie van 30 sol (Martiaanse dag), het zou geen invloed hebben op de wetenschappelijke bijeenkomst van NASA's Perseverance Mars rover-missie.

Gecontroleerd vliegen op Mars is veel moeilijker dan vliegen op aarde. Ook al is de zwaartekracht op Mars ongeveer een derde van die van de aarde, de helikopter moet vliegen met behulp van een atmosfeer waarvan de druk aan het oppervlak slechts 1% van die van de aarde is. Indien succesvol, ingenieurs zullen tijdens de vlucht gegevens van onschatbare waarde op Mars verzamelen voor vergelijking met de modellering, simulaties, en tests die hier op aarde zijn uitgevoerd. NASA zal ook zijn eerste praktische ervaring opdoen met het op afstand bedienen van een draagschroefvliegtuig op Mars. Deze datasets zullen van onschatbare waarde zijn voor mogelijke toekomstige Mars-missies waarbij helikopters van de volgende generatie kunnen worden ingezet om een ​​luchtdimensie aan hun verkenningen toe te voegen.

"Vanaf de eerste dag van dit project heeft ons team een ​​breed scala aan schijnbaar onoverkomelijke technische uitdagingen moeten overwinnen, " zei MiMi Aung, Ingenuity projectmanager bij JPL. "En hier zijn we - veilig op Mars - aan de vooravond van onze eerste vluchtpoging. We zijn zo ver gekomen met een nooit te zeggen-sterven houding, veel vrienden uit veel verschillende technische disciplines, en een bureau dat graag verre ideeën omzet in realiteit."

Anatomie van een eerste vlucht

De vlucht van zondag zal autonoom zijn, met de begeleiding van Ingenuity, navigatie, en controlesystemen die de besturing uitvoeren. Dat komt vooral omdat radiosignalen 15 minuten duren, 27 seconden om de 173 miljoen mijl (278 miljoen kilometer) kloof tussen Mars en de aarde te overbruggen. Het is ook omdat zo ongeveer alles aan de Rode Planeet veeleisend is.

"Mars is niet alleen moeilijk als je landt, maar als je probeert op te stijgen en rond te vliegen, te, " zei Aung. "Het heeft aanzienlijk minder zwaartekracht, maar minder dan 1% van de druk van onze atmosfeer aan het oppervlak. Zet die dingen bij elkaar, en je hebt een voertuig dat eist dat elke input goed is."

Gebeurtenissen voorafgaand aan de eerste vliegtest beginnen wanneer de Perseverance rover, die dienst doet als communicatiebasisstation voor Ingenuity, ontvangt de instructies van die dag van de aarde. Die commando's zijn van missiecontrollers bij JPL via NASA's Deep Space Network naar een ontvangstantenne aan boord van Perseverance gegaan. Geparkeerd bij "Van Zyl Overlook, " op zo'n 65 meter afstand, ongeveer een uur later geeft de rover de commando's door aan de helikopter.

Vervolgens, om 22:53 uur EDT, Ingenuity zal zijn talloze preflightcontroles beginnen te ondergaan. De helikopter herhaalt de wiebeltest die hij drie sols eerder heeft uitgevoerd. Als de algoritmen die de begeleiding uitvoeren, navigatie, en controlesystemen de testresultaten aanvaardbaar achten, ze zullen de traagheidsmeeteenheid (een elektronisch apparaat dat de oriëntatie en rotatie van een voertuig meet) en de hellingmeter (die hellingen meet) inschakelen. Als alles klopt, de helikopter zal opnieuw de spoed van zijn rotorbladen aanpassen, ze zo configureren dat ze geen lift produceren tijdens het eerste deel van de spin-up.

De spin-up van de rotorbladen duurt ongeveer 12 seconden om van 0 naar 2 te gaan, 537 tpm, de optimale snelheid voor de eerste vlucht. Na een laatste systeemcontrole, de toonhoogte van de rotorbladen zal worden bevolen om nog een keer te veranderen - deze keer zodat ze in die paar moleculen koolstofdioxide kunnen graven, stikstof, en argon beschikbaar in de atmosfeer nabij het oppervlak van Mars. Even later, de eerste experimentele vliegtest op een andere planeet zal beginnen.

"Het zou ons ongeveer zes seconden kosten om naar onze maximale hoogte te klimmen voor deze eerste vlucht, " zei JPL's Håvard Grip, de leiding van de vluchtleiding voor Ingenuity. "Toen we 10 voet raakten, Vindingrijkheid gaat in een zweefvlucht die - als alles goed gaat - ongeveer 30 seconden meegaat."

Terwijl hij zweeft, de navigatiecamera en laserhoogtemeter van de helikopter zullen informatie in de navigatiecomputer invoeren om ervoor te zorgen dat Ingenuity niet alleen waterpas blijft, maar in het midden van het vliegveld van 10 bij 10 meter (10 bij 10 meter) - een stuk onroerend goed op Mars dat werd gekozen vanwege de vlakheid en het ontbreken van obstakels. Vervolgens, de Mars-helikopter zal afdalen en weer neerkomen op het oppervlak van de Jezero-krater, gegevens terugsturen naar de aarde, via doorzettingsvermogen, om de vlucht te bevestigen.

Doorzettingsvermogen wordt verwacht om beelden van de vlucht te verkrijgen met behulp van de Navcam- en Mastcam-Z-imagers, met de foto's die naar verwachting die avond (maandag in de vroege ochtend, 12 april in Zuid-Californië). De helikopter zal de vlucht ook vanuit zijn perspectief documenteren, met een kleurenafbeelding en verschillende zwart-wit navigatieafbeeldingen met een lagere resolutie die mogelijk de volgende ochtend beschikbaar zijn.

"De gebroeders Wright hadden slechts een handvol ooggetuigen van hun eerste vlucht, maar het historische moment werd gelukkig vastgelegd op een geweldige foto, " zei Michael Watkins, directeur van JPL. "Nu 117 jaar later, we zijn in staat om een ​​geweldige kans te bieden om de resultaten van de eerste poging tot powered, gecontroleerde vlucht naar een andere wereld via onze robotfotografen op Mars."

NASA TV zal live verslag van het team uitzenden wanneer ze de gegevens ontvangen, met commentaar vanaf 3.30 uur EDT.