22 апреля марсианский вертолёт Ingenuity совершил 51-й полёт. Юбилейный 50-й подъём в воздух произошёл 9 днями раньше, что стало триумфом миссии, которая была рассчитана всего на 5 полётов. В процессе последнего полёта вертолёт провёл аэрофотосъёмку местности вокруг марсохода Perseverance и сфотографировал его с высоты, а также прислал снимки завораживающих пейзажей Марса.

Пейзаж Марса с высоты. Марсоход виден в верхнем левом углу (нажмите, чтобы увеличить). Источник изображения: NASA/JPL-Caltech

Очередной подъём вертолёта в воздух не принёс ему новых рекордов. Аппарат пролетел 188 м и провёл в воздухе 136 с. Максимальная высота при этом не превышала 12 м. Исторические рекордные показатели аппарата, напомним, составляют 18 м высоты и пролёт дистанции 704 м. В будущем вертолёт вряд ли побьёт эти достижения. Его солнечные батареи и лопасти покрыты изрядным слоем пыли, как и деградировала ёмкость бортового аккумулятора.

Фотография вертолёта, сделанная Perseverance. Виден значительный слой пыли на лопастях и солнечной батарее

Сейчас главная задача вертолёта — это не отстать от ровера, который обеспечивает ему связь с Землёй. Без этого аппарат нельзя будет запрограммировать на очередной полёт. Ровер, между тем, выполняет собственную научную программу и не ждёт, пока вертолёт его нагонит.

Миссия Perseverance вышла на новый этап. Марсоход движется к вершине дельты древней реки, что предполагает продвижение по сложному рельефу с подъёмом высоты. Для вертолёта в этой местности тоже множество опасностей. Одна неудачная посадка с опрокидыванием набок, и он больше не поднимется в воздух. Вертолётом нельзя управлять дистанционно из-за задержки сигнала с Земли на Марс. Каждый раз он летит по заранее намеченному маршруту. Учитывая россыпи камней вокруг просто чудо, что он до сих пор не попал в неприятности.

13 апреля 2023 года марсианский вертолёт NASA Ingenuity совершил юбилейный 50-й полёт. Для закрепления успеха аппарат взлетел на новую рекордную высоту — 18 метров, подняв планку ещё на 2 метра. Вскоре для вертолёта наступит ещё один знаковый день — 19 апреля будет ровно два года, как он прибыл на Марс. За это время вертолёт поизносился, но продолжает работать и летать сверх всех ожиданий разработчиков.

Источник изображения: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

В свой 50-й полёт Ingenuity преодолел 322,2 метра за 145,7 секунды. Это не стало чем-то из ряда вон выходящим, но команда позволила себе установить рекорд высоты — 18 метров, побив предыдущую планку в 16 метров, установленную во время 49-го полёта 2 апреля.

Вертолёт был задуман как демонстратор технологий, который должен был совершить не более пяти полётов. Это стало бы доказательством возможности управляемого полёта на другой планете. Однако надёжность инженерной конструкции Ingenuity превзошла ожидания, и он стал своего рода демонстрационной моделью для отработки технологий. В частности, в будущую миссию по возвращению образцов грунта с Марса на Землю внесены радикальные изменения: теперь сбором образцов в хранилищах будут заниматься не наземные роверы, а вертолёты.

За время своего пребывания на Красной планете вертолёт в сумме преодолел свыше 11,6 км и находился в воздухе более 89 минут. «Когда мы впервые отправились в полёт, мы думали, что нам невероятно повезёт, и мы сможем продержаться пять полётов, — сказал Тедди Тзанетос (Teddy Tzanetos), руководитель группы Ingenuity в JPL. — Мы превысили ожидаемое суммарное время полета после демонстрации технологии на 1250 % и ожидаемое расстояние полета на 2214 %».

Сейчас вертолёт находится в режиме «летающего пассажира». Ему необходимо успевать следовать за марсоходом Perseverance. У марсохода своя научная программа и свой маршрут и довольно быстрый. Он не может ждать, пока вертолёт его догонит, а вертолёт не сможет без ретранслятора Perseverance связаться с Землёй и получить команды. В настоящее время марсоход продвигается к вершине дельты древней реки в кратере Езеро. Это сильно пересечённая местность, где вертолёт подстерегает множество опасностей от скал до неровностей мест посадки. Работа изношенного аппарата может прерваться в любой момент, но пока этого не произошло и, будем надеяться, произойдёт ещё нескоро.

Вертолёт Ingenuity вот уже почти два года бороздит марсианскую атмосферу и продолжает бить рекорды. В ходе своего 49-го полёта, который состоялся в минувшее воскресенье, 2 апреля, аппарат установил рекорды как по скорости, так и по высоте.

Снимок поверхности Марса на камеру Ingenuity в ходе 49-го полёта. Источник изображения: mars.nasa.gov

Вертолёт, масса которого составляет всего 1,8 кг, в ходе последнего полёта разогнался до 23,3 км/ч и поднялся на 16 м (выше пятиэтажки) — предыдущие рекорды были соответственно 21,6 км/ч и 14 м. Ingenuity и марсоход Perseverance совершили посадку на дно кратера Езеро в феврале 2021 года. Несколько позже, 19 апреля, Ingenuity впервые поднялся в марсианское небо, зависнув над поверхностью Красной планеты на 39 секунд без перемещения в горизонтальном направлении.

В течение последующих недель он совершил ещё четыре полёта, на чём и завершилась его основная миссия — доказать, что разреженная атмосфера Марса не является препятствием для летательных аппаратов. После этого Ingenuity приступил к расширенной миссии — теперь он выполняет функции разведчика для Perseverance, который собирает образцы грунта и ищет признаки жизни. Воскресный полёт для Ingenuity был 49-м и, вероятно, не последним.

За свои 49 полётов аппарат провёл в атмосфере Марса 86,7 минуты и преодолел 11,224 км, тогда как ровер Perseverance преодолел 17,17 км. Марсоход исследует кратер Езеро, в котором, вероятно, находились озеро и дельта реки, и собирает образцы пород — их отправка на Землю будет производиться в рамках отдельной миссии NASA и ESA, намеченной ориентировочно на 2033 год.

С 16 февраля марсианский вертолёт Ingenuity взлетает каждые трое суток, что просто невероятно для аппарата, который уже два года пребывает на Марсе и вообще был рассчитан всего на пять взлётов. Ingenuity последовательно совершил перелёты 16, 19, 22 и 25 февраля, подбираясь всё ближе и ближе к марсоходу Perseverance, которому он сможет оказать поддержку разведкой с воздуха.

Источник изображения: NASA

Последний взлёт вертолёта Ingenuity стал 46 по счёту с тех пор, как марсоход с вертолётом опустились на поверхность Марса в феврале 2021 года. Свой первый подъём в атмосферу Марса вертолёт совершил 19 апреля 2021 года. Тогда он просто поднялся на три метра и завис на 30 секунд. Научная программа вертолёта была расписана на пять полётов, чтобы убедиться в способности винтокрылых машин летать в сильно разреженной атмосфере Красной планеты.

С тех пор Ingenuity поднимался в воздух несколько десятков раз, приблизившись к юбилейному 50 полёту, который состоится в ближайшие недели. Максимальная дальность перелёта составила 704 м, а самое длительное время пребывания в воздухе достигло 169,5 секунды. Согласно данным NASA, батареи вертолёта за два года потеряли 10 % своей первоначальной ёмкости. Но ни пыль на солнечных батареях, ни падающая ёмкость аккумуляторов не мешают вертолёту совершать полукилометровые или около того перелёты.

В свой последний полёт аппарат преодолел 445 м в течение 135,9 с, поднимаясь над поверхностью Марса на 12 м. Высочайшая надёжность инженерного решения дала возможность отказаться от марсохода в будущей миссии по возвращению образцов пород с Марса на Землю. Теперь в качестве резервного варианта для сбора образцов и доставки их на возвращаемый модуль NASA пошлёт два вертолёта — один основной и один запасной.

В NASA сообщили, что вертолёт Ingenuity в 43-й раз поднялся в воздушное пространство Марса. Дальность перелёта составила 390 м, что стало самой большой дистанцией с 29 апреля 2022 года, когда вертолёт пролетел 418 м. Аппарат продемонстрировал, что почти двухлетнее пребывание на Марсе не ухудшило его лётные возможности. Вертолёт готов к продолжению миссий.

Источник изображения: NASA

Рассчитанный всего на пять полётов вертолёт Ingenuity уже совершил их более чем в восемь раз больше. Батареи аппарата ухудшили свои параметры примерно на 10 %, если верить отчётам специалистов NASA. Аппарат пережил марсианскую зиму и продолжает работать и летать. В свой 43-й полёт вертолёт поднимался на высоту 12 м и провёл в полёте 146 с.

Каждое новое место приземления команда вертолёта обозначает буквой латинского алфавита. Точнее, обозначала. К началу 2023 года латинские буквы закончились и в NASA стали использовать греческие. В настоящий момент Ingenuity приземлился на площадку ε (эпсилон — это пятая буква греческого алфавита). Будет интересно узнать, какие буквы пойдут после того, как греческий алфавит тоже закончится.

Летом прошлого года на вертолёте отказал датчик измерения угла наклона аппарата на местности (инклинометр). Это потребовало изменений в навигационной программе. Также в программу были внесены некоторые другие изменения, что позволило автопилоту вертолёта использовать для навигации снимки местности. Наконец, вертолёт стал подниматься на высоту выше 10 м (максимальный подъём составил 14 м). Это необходимо для полётов над скалами. Марсоход Perseverance и вертолёт направляются в зону, где на древнем Марсе было устье реки, а сейчас множество скал. Вертолёту необходимо умение перелетать через них.

В NASA сообщили, что марсианский вертолёт Ingenuity совершил 42-й по счёту полёт в атмосфере Красной планеты. Это событие в агентстве подчеркнули, сославшись на «Главный вопрос жизни, вселенной и всего такого» из книги Дугласа Адамса «Автостопом по галактике», ответом на который и было число 42. В остальном полёт мало чем отличался от предыдущих и стал манёвром по дальнейшему перемещению аппарата к новому месту исследований.

Вертолёт сделал фото своей тени на марсианском песке. Источник изображения: NASA/JPL-Caltech

В ходе 42-го полёта вертолёт находился в воздухе 137 с, в течение которых преодолел 248 м — рекордную в этом году дистанцию, но не самую большую за всё время полётов (рекордные 704 м были преодолены 8 апреля 2022 года). Максимальная скорость аппарата в 42-й пролёт достигала 3 м/с, а максимальная высота — 10 м (рекордом стал подъём на 14 м 3 декабря 2022 года).

Следует отметить, что вертолёт летает на обновлённом навигационном программном обеспечении. Фактически он стал платформой для обкатки новых полётных моделей, что пригодится для планирования последующих миссий и, в целом, полётных программ в атмосфере Марса. Напомним, надёжность конструкции Ingenuity оказалась настолько высокой, что в будущей миссии по доставке марсианских образцов на Землю собирать пробирки на марсианском грунте будет поручено вертолётам, а не марсоходу.

В ходе своего 41 полёта марсианский аппарат Ingenuity произвёл разведку местности для своего напарника — марсохода Perseverance. Миссия состоялась 27 января и позволила инженерам NASA осмотреть области, потенциально представляющие интерес.

Источник изображений: nasa.gov

Очередной полёт Ingenuity продлился 109 секунд, за которые марсианский вертолёт преодолел 183 метра, совершив путешествие туда и обратно. Он сделал несколько снимков на черно-белую навигационную и цветную основную камеры: в кадр попали дюны и скалистые хребты. Эти изображения сильно отличаются от снимков в ракурсе, доступном марсоходу.

Предоставляемый Ingenuity вид сверху помог команде марсохода Perseverance составить более полное представление о том, что ждёт его впереди — аппарат сможет избежать движения по пересечённой местности, а учёные выберут наиболее перспективные области для исследования. Марсоход завершил очередной сбор проб грунта и сейчас продвигается по местности, которая предположительно является дельтой древней реки в кратере Езеро, — здесь он пытается получить сведения о следах воды и, возможно, следах микроорганизмов.

Ingenuity на своём примере доказал, что марсианские летательные аппараты обладают значительным потенциалом. В рамках будущей миссии, посвящённой доставке образцов грунта с Марса на Землю, европейские и американское космические агентства собираются отправить ещё два подобных вертолёта на Красную планету.

19 января 2023 года вертолёт Ingenuity в 40-й раз взлетел над поверхностью Марса. Научная программа вертолёта включала всего 5 полётов аппарата, что было нужно для проверки концепции атмосферных полётов в чрезвычайно разреженном воздухе Красной планеты. Конструкция вертолёта оказалась настолько удачной, что количество полётов уже в 8 раз превысило расчётное и ещё будет расти. И это уже меняет конфигурации будущих марсианских миссий.

Пролетая над марсианскими дюнами — снимок с навигационной камеры Ingenuity. Источник изображения: NASA/JPL-Caltech

Как известно, в декабре 2022 года марсоход Perseverance начал создавать на поверхности Марса резервные хранилища образцов, взятых из разных участков кратера Езеро, где он проводит геологические изыскания. Считается, что в доисторические времена здесь было озеро и дельта реки, что даёт надежду отыскать признаки биологической жизни древнего Марса. В каждом месте забора проб ровер берёт два образца. Один будет всё время храниться на борту марсохода, а второй ровер будет оставлять в зоне хранения на поверхности Марса.

Если к концу десятилетия марсоход по какой-то причине выйдет из строя и не сможет подвезти образцы к месту посадки возвращаемого на Землю аппарата, разложенные на поверхности пробы должен будет собрать автоматический ровер, который прибудет вместе с возвращаемым комплексом. Успешная деятельность Ingenuity на Марсе настолько поразила чиновников NASA, что теперь вместо ровера для сборки образцов из мест хранения решено использовать вертолёты.

Новый проект предусматривает отправку на Марс двух вертолётов. Их конструкция не будет сильно отличаться от Ingenuity, хотя для захвата пробирок с поверхности придётся создать соответствующий механизм и систему ориентации. Кроме того, будущие марсианские программы теперь всё чаще рассматривают воздушные аппараты в качестве альтернативы наземным. Например, это важно для исследования пещер на Марсе, где может быть вода и биологическая жизнь, а также естественные убежища для будущих колонистов Марса.

Посадка вертолёта на марсианскую дюну, снятая камерой марсохода Perseverance. Источник изображения: NASA

Жить и работать на Красной планете можно только под защитой толщи породы не менее двух метров, в противном случае радиация не оставит ничего живого. Воздушные дроны могут исследовать такие места на Марсе, а колёсные роверы на это не способны.

Что касается 40-го полёта Ingenuity, то аппарат пробыл в воздухе 92 с и пролетел 178 м. Ничего необычного во время миссии не произошло, если не считать необычным сам факт 40-го по счёту полёта.

Марсоход Perseverance и марсианский вертолёт Ingenuity снова оказались на расстоянии прямой видимости. На Марсе. А команды, управляющие ими, обменялись приветственными сообщениями. Но на Земле. Perseverance даже сделал фотографию своего новаторского собрата-робота, когда тот совершил посадку на вершине песчаной дюны Красной планеты.

Ingenuity и Perseverance вместе приземлились в марсианском кратере Езеро в феврале 2021 года. Вскоре после приземления Ingenuity провела свою первую кампанию из пяти полётов, показав, что полет с двигателем возможен в разреженной марсианской атмосфере. В среду Ingenuity совершила свой 39-й марсианский полет, преодолев 140 метров за 79 секунд. На сегодняшний день вертолёт пролетел в общей сложности 7 830 м на Марсе и оставался в воздухе более 64 минут.

В настоящее время Ingenuity служит разведчиком для Perseverance, помогая команде марсохода выбирать лучшие маршруты через суровый ландшафт кратера Езеро и выявлять многообещающие обнажения марсианских пород для углубленного изучения. Эта работа является частью расширенной миссии вертолёта.

Предполагается, что миллионы лет назад кратер Езеро шириной 45 километров представлял из себя большое озеро или дельту марсианской реки, и Perseverance прочёсывает этот район в поисках признаков древней жизни на Марсе. Шестиколесный робот также собирает и сохраняет десятки образцов для дальнейшей отправки на Землю. Ракета на борту этого спускаемого аппарата должна доставить образцы на орбиту Марса, где их подберёт европейский космический корабль и доставит обратно на Землю.

В течение последних нескольких недель Perseverance размещает дубликаты образцов на «складе» в кратере Езеро, на участке, который команда миссии называет Три Вилки. На данный момент размещено шесть из запланированных десяти образцов. Они послужат в качестве резервной копии на случай, если техническое состояние марсохода не позволит ему доставить собранный материал на посадочный модуль NASA, запланированный на конец этого десятилетия. В таком случае, два вертолёта, похожих на Ingenuity, прилетят на «склад» и один за другим переместят образцы на посадочный модуль. Если всё пойдёт по плану, образцы марсианских пород могут оказаться на Земле уже в 2033 году.