Американский роботизированный беспилотный марсианский вертолет «Индженьюити»

Американский роботизированный беспилотный марсианский вертолет «Индженьюити»

Разработчик: Zach’s PaperSat Designs
Инструкция: в наличии
Масштаб 1/4

«Индженьюити» (Ingenuity, «Изобретательность», проектное название до апреля 2020 года — Mars Helicopter Scout, «Марсианский вертолёт-разведчик») — роботизированный беспилотный вертолёт, совершивший 19 апреля 2021 года полёт на Марсе, став первым летательным аппаратом с собственным двигателем, предназначенным для многократных полётов в атмосфере другого небесного тела. Первый в истории неуправляемый полёт в атмосфере другой планеты совершил в 1985 году аэростатный зонд советской межпланетной станции «Вега-1» на Венере.

С 2012 года разрабатывался за рамками программы «Марс-2020» и вне её бюджета; не входил в число семи инструментов марсохода, утверждённых в июле 2014 года. Включён в программу экспедиции только 11 мая 2018 года в качестве образца для демонстрации технологии полётов на протяжении пяти показательных рейсов. Накануне их завершения, 30 апреля 2021 года было решено продолжить полёты в порядке «демонстрации возможностей» использования вертолётов как вспомогательных средств для марсоходов, под чем в экспедиции «Марс-2020» понимается предварительное цветное фотографирование местности. В начале сентября 2021 года финансирование эксплуатации вертолёта было продлено на неопределённый срок: «любое увеличение затрат всё равно будет мизерным в сравнении со знаниями, которые НАСА извлекает».

На момент запуска НАСА вложило в создание вертолета 85 млн долларов США (по версии UPI 80 млн).

Несущим элементом конструкции аппарата служит крестообразная платформа, поставленная на раскосые стойки, расходящиеся примерно под ~45°. Каждая стойка сопряжена со своей балкой крестовины через амортизаторы. Сверху на середину крестовины установлена колонка соосных винтов вертолёта (диаметр лопастей 1210 мм), поверх которой прикреплена панель солнечных батарей размером 425×165 мм.

Снизу к платформе подвешен обтянутый термозащитной плёнкой фюзеляж в форме параллелепипеда. Передней гранью фюзеляжа считается та, на нижнее ребро которой выведена обзорная камера RTE, и в направлении которой смещена относительно оси симметрии камера NAV. Общая его высота составляет 13,6 см, из них около 10,5 см — термоизолированная камера авионики и около 3 см несущая платформа. Каждая стойка при длине 38,4 см (без кольца амортизатора), находясь в наклонном положении, обеспечивает просвет около 13 см между днищем фюзеляжа и горизонтальной плоскостью опоры.

При недостаточной точности измерений, получаемых от средств инерционной навигации, в отсутствие средств регистрации местоположения вертолёта в полёте реконструкция его движения производится на Земле по послеполётным фотографиям. Важную роль в определении местоположения вертолёта в пространстве играют размеры и форма отбрасываемой им тени, а также её местоположение на снимке. Так, из того, что панель солнечной батареи вытянута вдоль самых длинных (195 мм) граней фюзеляжа и продольной оси вертолёта, следует: если фюзеляж развёрнут к объективу одним из бортов, то солнечная панель будет просматриваться на кадре, как самый широкий после лопастей элемент общего контура вертолёта. По своей ширине солнечная батарея, а также «передняя» и «задняя» грани фюзеляжа (163 мм) примерно равны, так что в проекции панель полностью перекрывает фюзеляж в виде сверху или снизу.

Поскольку оптическая ось навигационной камеры NAV перпендикулярна плоскости днища фюзеляжа, то размер выступа его тени за тень панели и смещение этого выступа относительно центра панели складываются за счёт: 1) высоты Солнца над горизонтом, 2) отклонения оси аппарата от вертикали и 3) наклона поверхности, на которую его тень спроецирована[a]. Как таковой, соосный вертолёт может с равным успехом двигаться любой стороной фюзеляжа вперёд: программа обработки изображений, поступающих от камеры NAV, немедленно учитывает все повороты фюзеляжа. В 6-м и 10-м рейсах некоторые отрезки Ingenuity проходил «боком вперёд», а трассу 11-го полёта и вовсе прошёл «задним ходом», развернувшись после набора высоты на 180°.

Небольшая асимметрия позволяет различать «переднюю» и «заднюю» стороны фюзеляжа. Задние и правый передний «башмачки» стоек одинаковы и имеют форму копытец, тогда как левый передний имеет кольцеобразное завершение — его верхняя часть видится по левому краю фотографий с RTE чуть выше, чем «копытце» правой передней стойки. Антенна на панели солнечной батареи смещена по продольной оси вертолёта от центра мачты к «хвосту», то есть в сторону, противоположную «колечку» на левой передней стойке шасси.

Первый полёт.

Взлёт состоялся 19 апреля 2021 года в 07:34 UTC. Все этапы алгоритма предполётной подготовки были пройдены без сбоев. Когда ротор набрал 2537 оборотов в минуту, вертолёт поднялся на высоту 3 метра со скоростью 1 м/с и, провисев предусмотренные 30 секунд, приземлился.

Весь полёт, включая набор высоты и спуск, длился 39,1 секунды. По точным данным геопозиционирования точек взлёта и посадки путь вертолёта в горизонтальной плоскости не был нулевым и составил 5 сантиметров. Кроме того, в зависании вертолёт развернул фюзеляж на 96°: этот запланированный манёвр, в частности, необходим для проверки работы программы, корректирующей курс по изображениям от навигационной камеры.

По состоянию на 8 февраля 2022 года, «Индженьюити» совершил уже 19 полетов. Экспедиция продолжается.

Развертки и инструкцию по сборке модели марсианского вертолета «Индженьюити» можно скачать в виде rar-архива, прикрепленного ниже. Печатаем развертки на фотобумаге или ватмане и собираем согласно инструкции. Для защиты от пыли и загрязнения можно предварительно покрыть листы с выкройками лаком для волос из баллончика (лучше всего подойдет лак сильной фиксации), также можно покрыть им и уже готовую модель, даже предварительно ее не обрабатывая.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: