NASA’nın Mars’taki Ingenuity helikopterinin çizimi. Kredi: NASA/JPL-Caltech
Son derece başarılı oldu ve NASA, Mart ayında misyonunu genişletti. Bununla birlikte, Mars’taki zorlu koşullardan ve çok daha uzun süredir faaliyette olması ve beklenenden çok daha fazla uçuş yapmasından kaynaklanan zorluklarla da karşı karşıya. Artık üstesinden gelmesi gereken yeni bir zorluk var – navigasyon sensörlerinden biri çalışmayı durdurdu.
Jezero Krateri’nde mevsim kışa dönerken, çok daha sıcak olan Mars baharında kısa bir uçuş testi seferi için tasarlanan Ingenuity için koşullar giderek daha zorlu hale geldi. Atmosferdeki artan toz miktarları, daha düşük gündüz sıcaklıkları ve daha kısa günlerle birleştiğinde, Ingenuity’nin enerji bütçesini, Mars geceleri boyunca kendisini sıcak tutamayacak noktaya getirdi.
Yeni kış operasyonları paradigmasında, Ingenuity gece boyunca etkin bir şekilde kapanıyor ve iç sıcaklığının yaklaşık eksi 112 dereceye düşmesine izin veriyor. Fahrenhayt (eksi 80 derece santigrat) ve yerleşik elektronik aksamın sıfırlanmasına izin vermek. Bu yeni çalışma şekli, Ingenuity’nin çoğu gece maruz kaldıkları sıcaklıklara dayanacak şekilde tasarlanmamış elektronik bileşenleri için riskler taşıyor. Ayrıca, gündüz ve gece arasındaki aşırı sıcaklık döngüleri, bileşen arızasıyla sonuçlanabilecek gerilimlere neden olma eğilimindedir.
D Hava Alanında Yaratıcılık: NASA’nın Yaratıcılık Mars Helikopterinin bu görüntüsü, görevin 114. Mars günü olan 15 Haziran 2021’de Perseverance gezicisinin Mastcam-Z cihazı tarafından çekildi. “Havaalanı D” (dördüncü havaalanı) konumu, “Séítah” jeolojik biriminin hemen doğusundadır. Kredi: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS
Mars’ta son birkaç gün içinde, Ingenuity ekibi, sensörlerin ve aktüatörlerin ön kontrol kontrolünü ve rotorun yüksek hızda dönmesini içeren bir dizi faaliyetten geçerek, helikopteri uçuş için yeniden devreye almakla meşguldü. Bu faaliyetler, helikopterin inklinometre adı verilen navigasyon sensörlerinden birinin çalışmayı durdurduğunu ortaya çıkardı. Çalışmayan bir navigasyon sensörü kulağa önemli bir şey gibi geliyor – ve öyle – ama bu, Mars’ta uçmamızın bir sonu olması anlamına gelmiyor.
Navigasyon Sensörleri
Ingenuity uçarken, yerleşik uçuş kontrol sistemi helikopterin mevcut konumunu, hızını ve yönünü yakından takip eder. Bunu, aşağıdakilerden oluşan bir sensör takımının yardımıyla yapar:
- üç yönde ivmeleri ve açısal oranları ölçen bir atalet ölçüm birimi (IMU)
- yere olan mesafeyi ölçen bir lazer telemetre
- aşağıdaki zeminin fotoğraflarını çeken bir navigasyon kamerası
Bu sensörlerden gelen veriler, Ingenuity’nin navigasyon bilgisayarında uygulanan bir dizi algoritma tarafından işlenir. Algoritmaların düzgün çalışması için, kalkıştan önce Ingenuity’nin yuvarlanma ve yunuslama tutumu tahminiyle başlatılmalıdır. Eğim ölçerin devreye girdiği yer burasıdır.
Eğim ölçer, tek amacı dönüş ve kalkıştan önce yerçekimini ölçmek olan iki ivmeölçerden oluşur; Algılanan yerçekiminin yönü, Yaratıcılığın aşağı yöne göre nasıl yönlendirildiğini belirlemek için kullanılır. Eğim ölçer uçuşun kendisi sırasında kullanılmaz, ancak onsuz, kalkıştan önce navigasyon algoritmalarını başlatmak için yeni bir yol bulmak zorunda kalırız.
Eğim ölçeri taklit etme
Ingenuity’nin sensör takımı, zemindeki tutumu algılamaya gelince biraz fazlalık sağlar. IMU, tıpkı eğim ölçerdeki ivmeölçerler gibi, ilk tutumu tahmin etmek için kullanılabilen ivmeölçerler içerir. Eğim ölçerden farklı olarak, IMU, statik yönelimi algılamak için amaca yönelik olarak oluşturulmamıştır, bu nedenle ilk konum tahminleri genellikle biraz daha az doğru olacaktır. Bununla birlikte, IMU tabanlı bir ilk tutum tahmininin güvenli bir şekilde havalanmamıza izin vereceğine ve böylece Ingenuity’nin uçuşa devam etmesine izin verecek kabul edilebilir bir geri dönüş sağlayacağına inanıyoruz.
Bu fazlalıktan yararlanmak, Ingenuity’nin uçuş yazılımına bir yama gerektirir. Yama, Ingenuity’nin uçuş bilgisayarında çalışan yazılıma küçük bir kod parçacığı ekler, eğimölçerden gelen çöp paketlerini yakalar ve IMU verilerinden oluşturulan yedek paketleri enjekte eder. Navigasyon algoritmalarına göre, her şey eskisi gibi görünecek, tek fark, alınan eğimölçer paketlerinin aslında eğimölçerden kaynaklanmamasıdır.
Bu durumun potansiyel olarak ortaya çıkabileceğini öngörerek, geçen yıl Mars’a varmadan önce gerekli yazılım yamasını hazırladık ve bu ihtimal için rafta tuttuk. Bu nedenle güncelleme ile hızlı bir şekilde hareket edebiliyoruz ve onu Ingenuity’ye bağlama süreci zaten devam ediyor.
Hizmete Dönüş
Her şey yolunda giderse, önümüzdeki birkaç çözümde ekip, yeni yazılımın planlandığı gibi çalıştığından emin olmak için devreye alma faaliyetleri tarafından takip edilecek olan, yazılım yamasının bağlantı kurmasını ve uygulamasını tamamlamayı umuyor. Ek sürprizler dışında, Ingenuity’nin yakın gelecekte bizi Azim’in iletişim menzilinde tutmak için tasarlanan güneybatıya yeniden konumlandırma hareketi olan 29 sefer sayılı Uçuş için göklere çıkacağını tahmin ediyoruz.
Ingenuity Mars Helikopteri Baş Pilotu Håvard Grip tarafından yazıldı. NASAJet Tahrik Laboratuvarı.