NASA расследовало причины январской авиакатастрофы на Марсе: не нужно летать над песком, если планировали над галькой

Сегодня в NASA сообщили, что расследование аварии с марсианским вертолётом Ingenuity завершено. 18 января 2024 года вертолёт поднялся для оценки своего положения на местности, что стало 72-м его полётом, и вскоре прервал связь. Спустя несколько дней стало ясно, что он повредил лопасти. Как это могло произойти стало понятно после тщательной реконструкции инцидента.

Источник изображений: NASA

Через несколько недель, возможно, к годовщине последнего полёта Ingenuity, NASA опубликует полный пакет технической документации по расследованию аварии. Расследование проведено совместно с одним из разработчиков вертолёта — компанией AeroVironment. У следователей не было возможности опросить свидетелей и побывать на месте аварии — оно отделено от Земли космическим пространством свыше чем на 160 млн км. Восстанавливать ход событий и последствия пришлось по скромным снимкам с чёрно-белой бортовой навигационной камеры вертолёта, руководствуясь логикой и инженерными навыками.

По-видимому, произошло следующее. В свой 72-й по счёту вылет вертолёт должен был подняться вертикально на высоту 12 м. Это было необходимо как для оценки авионики Ingenuity, так и для навигационной съёмки местности. Вертолёт поднялся на заданную высоту, завис и сделал серию фотографий. Он начал снижение через 19 секунд, а через 32 секунды вернулся на поверхность, и связь прервалась.

Через сутки команда NASA восстановила связь и смогла получить снимки и видео с вертолёта. На изображениях было видно, что лопасти несущего винта серьёзно повреждены.

Вертолёт и отломанная лопасть далеко в стороне (слева)

«Когда проводишь расследование воздушного происшествия на расстоянии 100 миллионов миль, у тебя нет ни чёрных ящиков, ни свидетелей, — сказал первый пилот Ingenuity Хавард Грип (Havard Grip) из JPL. — Несмотря на то, что с учётом имеющихся данных возможны различные сценарии, у нас есть один, который, по нашему мнению, наиболее вероятен: из-за отсутствия текстуры поверхности навигационная система получила слишком мало информации для работы».

Система визуальной навигации вертолёта была разработана для отслеживания видимых особенностей поверхности с помощью камеры, направленной вниз. В месте спуска марсохода с вертолётом в кратере Езеро как раз была такая хорошо текстурированная (галечная) ровная местность. Такой возможности слежения было более чем достаточно для выполнения запланированных пяти научных полётов Ingenuity, но к 72-му рейсу вертолёт оказался в районе кратера Езеро, где много крупных валунов и доминирует абсолютно невыразительная песчаная поверхность.

Во время 72-го полёта навигационная система вертолёта не смогла разобраться в текстурах и неправильно оценила вертикальную и горизонтальную скорость. Это привело к увеличению горизонтальной скорости в момент касания поверхности Марса при посадке. Получился удар о песок, который надломил кончики лопастей примерно на треть от концов. После этого возникли нарастающие вибрации ротора, и одна из лопастей надломилась у основания и отлетела на 15 м. Это привело к увеличению числа оборотов и скачку потребления питания, что вырубило связь с марсоходом и Землёй.

Всё происшедшее вызывает досаду, но многократно перекрывается достижениями миссии. Вместо пяти запланированных полётов вертолёт совершил 72, проведя в атмосфере Марса свыше двух часов. Более того, платформа и авионика Ingenuity показали, что даже в жёстких условиях Марса с его холодом и повышенной радиацией простые и лёгкие решения могут быть эффективными. Напомним, что в основе электроники вертолёта был процессор от обычного смартфона. Всё это позволяет проектировать будущие воздушные средства для Марса, учитывая громадный опыт, полученный при эксплуатации Ingenuity.

Кстати, такой проект уже разрабатывается. Это будет вертолёт с рабочим названием Mars Chopper. По замыслу, Chopper будет примерно в 20 раз тяжелее Ingenuity и сможет перевозить несколько килограммов научного оборудования, а также автономно исследовать отдалённые марсианские локации, преодолевая расстояния до 3 км в день (самый длинный полёт Ingenuity составил 704 м).

Вертолёт Ingenuity, хоть и остался на вечном приколе, продолжает собирать метеоданные из района базирования и передаёт их на марсоход. Информация о погоде на Марсе никогда не будет лишней.