Perseverance (Mars 2020 rover) - Atlas V 541 - Canaveral SLC-41 - 30.07.2020

[andr59]

Пока разъяснений относительно 65 и 66 полетов нет опубликована большая статья о 52 и 53 полетах когда вертолет экстренно приземлился. В этой мощной статье говорится о стратегии и тактике управления вертолетом, о взаимодействии с ровером и т.д. То, что находится в спойлере - еще интересней!

STATUS UPDATES | November 06, 2023
The Long Wait
Written by Travis Brown, Chief Engineer Ingenuity Mars Helicopter at NASA's Jet Propulsion Laboratory

Обновление состояния | 06 ноября 2023 г.
Долгое ожидание
Автор: Трэвис Браун, главный инженер марсианского вертолета Ingenuity в Лаборатории реактивного движения НАСА
https://mars.nasa.gov/technology/helicopter/status/495/the-long-wait/


Perseverance проверяет Ingenuity: На этом снимке, сделанном камерой MastCam-Z ровера Perseverance, показан Ingenuity на месте аварийной посадки в рамках рейса 53 на сол 871.  Кредиты: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS.

Имела место длительная задержка между рейсом 52 и рейсом 53, а также отклонение от опубликованного плана рейса 53. В этой статье я расскажу о том и другом. Во-первых, задержка рейса 53 была прямым следствием решения команды вывести Ingenuity из зоны действия телекоммуникационной связи с ровером. Можно сомневаться в разумности такого решения, но на то есть веские причины.
При прокладке траектории движения через заданную область команда обнаруживает ряд гладких и ровных участков, называемых "лепесками лилий"( "lily pads" )где вертолет может безопасно приземлиться без существенного риска повреждения аппарата. Поскольку лазерный высотомер вертолета достаточно чувствителен к большим перепадам рельефа, команда также старается планировать траекторию полета над наиболее гладкой и ровной местностью. Этим типам местности отдают предпочтение и проектировщики марсоходов, поскольку они легче проходимы и содержат меньше препятствий, которые могут помешать продвижению марсохода. В результате на сложных участках обе машины обычно конкурируют за одну и ту же узкую траекторию. 

Грубо говоря, главными приоритетами команды Ingenuity являются:
1 - Не допускать значительных помех или задержек в работе ровера
2 - Поддерживать здоровье и безопасность аппарата
3 - Выполнять разведку для тактического планирования и научной оценки
4 -Проводить эксперименты для обоснования миссии и проектирования транспортных средств для будущих марсианских винтокрылых аппаратов или собирайть данные для самостоятельных научных исследований

В условиях сложного рельефа первые два приоритета приводят к тому, что упор делается на опережение Perseverance. Оставаться лишь немного впереди ровера, обеспечивая при этом хорошую скорость передачи данных, рискованно, поскольку вертолет может случайно преградить путь роверу. Находиться непосредственно за ровером также проблематично, поскольку траектория полета вертолета должна быть слишком близка к роверу для обеспечения безопасности или включать энергосберегающие отклонения для поддержания достаточного расстояния. Оставаться сбоку от ровера часто невозможно из-за ограничений по связи и посадочной площадке. Нахождение далеко позади ровера, очевидно, чревато потерей связи, что вынудит ровер повернуть назад (нарушение приоритета №1) или оставить вертолет позади (нарушение приоритета №2). Поэтому вертолет часто работает на узком участке местности в нескольких сотнях метров впереди марсохода. Если позволяет телеком, команда старается приземляться в местах, параллельных запланированному стратегическому маршруту Perseverance, но в последний год миссии это было исключением, а не правилом.
Для достижения такого баланса требуется тщательное планирование для обеспечения максимальной оперативной гибкости, оперативное перепланирование полетов/мероприятий по первому требованию, а также большое количество оперативных смен, сосредоточенных на передаче файлов для компенсации низкой скорости передачи данных на границах зоны действия радиосвязи. Медленная скорость передачи данных снижает достижимую частоту полетов и оперативную эффективность вертолета.
Полеты с небольшим опережением дальности связи - одна из стратегий работы в таких условиях, поскольку это позволяет выиграть время, снизить риск помех для ровера и/или уменьшить нагрузку на оперативную группу при выполнении полетов с коротким оповещением. Однако это имеет ряд недостатков: 1) Это еще больше снижает ритмичность работы, так как вынуждает вертолет проводить больше времени в районах с плохой связью. 2) вертолет может оказаться вне зоны действия связи, если ровер столкнется с какой-либо задержкой или примет тактическое решение, отклоняющееся от стратегического маршрута. Последняя уязвимость проявилась практически сразу после того, как Ingenuity выполнил свой 52-й полет.
Игра в ожидание

Спойлер

Полет 52 планировался как дальний, вне коммуникационный ( out-of-telecom flight) и был выполнен на 776 сол с расчетом на то, что марсоход подходит к концу исследований в Эхо-Крик и через несколько сол будет приближаться к месту стоянки вертолета в районе горы Джулиан. Полет прошел точно по плану, при этом Ingenuity потерял радиосвязь на высоте около 8 м (что соответствует нашим телекоммуникационным моделям). Тем не менее, отсутствие подтверждения успешной посадки означало, что переданная телеметрия этого полета была несколько менее обнадеживающей, чем обычная послеполетная. Команда расположилась в ожидании короткого, но напряженного ожидания, когда Perseverance догонит и подтвердит, что вертолет благополучно приземлился.
Примерно через неделю ровер начал движение, но вместо запланированного юго-восточного направления к горе Джулиан научная группа решила провести исследование окрестностей пика Пауэлл. Члены команды Ingenuity, благодарные за незапланированную передышку, но все еще переживавшие из-за неизвестного состояния вертолета, приготовились ждать еще неделю или две. Недели вскоре превратились в месяцы, поскольку марсоход преодолевал различные трудности, возникающие при выполнении графика. Из-за плохой структурной целостности горных пород в этом районе были сорваны две попытки отбора проб, прежде чем команде ровера удалось успешно взять образец на 822-м сол и успешно запечатать его 10 сол спустя. Те, кто следит за работой марсохода, знают, что эта кампания оказалась гораздо более сложной, чем кто-либо мог себе представить. Наконец, после еще одной недели работы Perseverance оказался достаточно близко, чтобы восстановить связь с Ingenuity на Sol 837.
В общей сложности Ingenuity находился без связи 61 сол - целую вечность, пока результат полета был неизвестен команде. Это был самый длительный период бездействия вертолета с момента посадки Perseverance и Ingenuity на планету. За это время команда Ingenuity в основном прекратила свою деятельность, а ее члены перераспределили свое время для работы над другими проектами.
По мере того как команда счищала паутину и приступала к обработке журналов и изображений, полученных в ходе полета, выяснилось, что последние два месяца вертолет провел на стоянке, где находилось нечто поистине удивительное. Прямо под ногами Ingenuity, в трещиноватой породе русла реки, находилась коллекция булыжников и гальки, не похожая на те, которые ученые видели раньше. Многие из них были частично выветрены и имели везикулярную текстуру, больше напоминающую свежий базальт. Эти камни сразу же вызвали бурную реакцию ученых проекта, которые потребовали от Ingenuity как можно скорее выполнить специальный научный полет.
Научный полет, которого не было
Команда ухватилась за редкую возможность провести ценную и интересную научную разведку, но в итоге полет оказался совсем не таким. Полет 53 должен был стать чрезвычайно интересным, поскольку в ходе него на малой высоте проводилась обширная съемка с помощью цветной камеры RTE, которая позволила получить множество снимков местности с высоким разрешением, охватывающих участки русла реки, расположенные немного севернее первоначального места посадки. Однако на 864  соле возникли проблемы с синхронизацией навигационной камеры, которая должна была работать с критически важным временем, и в подсистеме навигации и управления - guidance navigation and control (GNC) сработала защита от сбоев "LAND-NOW". Как следует из названия, это привело к тому, что Ingenuity прервал полет и сразу же приземлился там, где находился.
Ingenuity корректирует свою оценку пространственной ориентации, отслеживая перемещение наземных объектов на изображениях, полученных с помощью навигационных камер, но для получения достоверных поправок эти данные должны быть идеально синхронизированы по времени с измерениями инерциальной системы наведения. В случае с полетом 53 этот этап синхронизации загадочным образом нарушился, чего не наблюдалось ни в одном из предыдущих 52 полетов на Марс, ни в ходе многолетних наземных испытаний, предшествовавших им. На данный момент точная причина этого сбоя сильно подозревается, но окончательно не доказана.
На этапе разработки миссии рассматривалось множество вариантов реагирования на неисправности, но для такой нестабильной и чувствительной ко времени системы, как вертолет, наилучшим вариантом практически всегда является скорейшая посадка. После обновления программного обеспечения R8.0 в октябре 2022 г. реакция на неисправность претерпела незначительные изменения. В R8.0 была добавлена новая ценная функция "отвлечения от опасности", позволяющая вертолету интеллектуально изменять цель посадки, чтобы избежать опасных с точки зрения камер зон. В этом обновлении также была применена функция "опасность - уход" для реакции LAND-NOW. По счастливой случайности команда GNC обнаружила необычное и потенциально фатальное взаимодействие между этими двумя функциями всего за месяц до полета. К моменту выполнения рейса 53 были внесены оперативные изменения, направленные на устранение этой проблемы (предотвращение использования опасного отклонения при аварийной посадке). В ходе полета 53 LAND-NOW был выполнен точно в соответствии с проектом, вертолет быстро и безопасно сел на землю. Этот случай был беспрецедентным и является первой аварийной посадкой Ingenuity на Марс.
К тому времени, когда команда оценила проблему, Perseverance догнал вертолет и прошел мимо него на Sol 871, что избавило от необходимости завершать съемку, запланированную для рейса 53. Ingenuity вернулся в небо Марса, совершив кратковременный всплывающий полет 54, чтобы уточнить свое местоположение, а затем возобновил разведку на новом месте полетом 55 на сол 881.
Размышления на прощание
Команда находится в постоянной борьбе с минимизацией и балансировкой различных рисков. Ingenuity был выведен из зоны действия связи, чтобы исключить вероятность того, что ученые проекта решат немедленно отправиться на запад. Это иллюстрирует сложность разработки эффективных планов, когда возможность их реализации полностью зависит от другого аппарата, который сам подвержен непредвиденным обстоятельствам. Это вдвойне справедливо, поскольку научный мандат Perseverance справедливо диктует, что его планы должны меняться по мере совершения новых открытий и получения новых данных. Даже если не учитывать эти проблемы координации, иногда непредвиденные обстоятельства могут сорвать даже самые хорошо продуманные планы, как это произошло в полете 53. Никто из участников проекта не мог предугадать, чем все это закончится, что привело к потере двух месяцев работы вертолета и к досадной потере одного из самых захватывающих разведывательных полетов за последнее время. Тем не менее, вертолет продолжит полет над дельтой древней реки, балансируя между рисками и обеспечивая разведку для марсохода, где это возможно. Вскоре оба марсохода достигнут района, где марсоход должен находиться в течение нескольких месяцев. Это должно существенно ослабить ограничения на планирование и дать вертолету возможность выполнять более широкий спектр работ.

[свернуть]

[andr59]

66 полет (скорее прыжок) вертолета. 3 ноября 2023.

Mars helicopter Ingenuity takes quick hop on 66th flight

Марсианский вертолет Ingenuity совершает 66-й прыжок в быстром темпе

Более подробно:

NASA's Ingenuity Mars helicopter flies on back-to-back days to prep for 'solar conjunction' (video)
By Mike Wall published about 7 hours ago
The two flights positioned Ingenuity properly for a coming two-week pause in commands.

Марсианский вертолет НАСА Ingenuity совершает полеты в течение нескольких дней подряд для подготовки к "солнечному соединению" (видео)
Майк Уолл Опубликовано около 7 часов назад
Эти два полета позволили Ingenuity должным образом подготовиться к предстоящей двухнедельной паузе в командах.
https://www.space.com/nasa-mars-helicopter-ingenuity-flights-solar-conjunction-2023

[andr59]

Ну вот есть и официальное сообщение NASA JPL о 65 и 66 полетах:

NASA JPL
@NASAJPL
Еще две посадки!

Аппарат Ingenuity завершил полеты 65 и 66. Эти два коротких полета позволили подготовить вертолет #MarsHelicopter к предстоящему солнечному соединению Марса, когда команды миссии приостановят отправку команд примерно на 2 недели.
Посмотрите журнал полетов: https://mars.nasa.gov/technology/helicopter/#Flight-Log

Посмотрели. Находим в журнале полетов номер полета 65, следующим идет  дата полета 960, рядом стоит синий символ фотоаппарата, нажимаем на него и должны возникнуть снимки из 65 полета: не возникают:
https://mars.nasa.gov/mars2020/multimedia/raw-images/?begin_sol=960&end_sol=960&af=HELI_NAV,HELI_RTE
Снимки из 65 полета пока не выложены.

Следующим в журнале полетов идет 66 полет, рядом с датой 961 стоит синий символ фотоаппарата, нажимаем на него и появляются все 17 ч/б снимков сделанных нав. камерой и два цветных сделанных камерой RTE во время 66 полета (3 ноября, 961 сол)
https://mars.nasa.gov/mars2020/multimedia/raw-images/?begin_sol=961&end_sol=961&af=HELI_NAV,HELI_RTE

Короче, снимки из 65 полета на 7 метров на запад на высоте 10 метров (2 ноября, сол 960) не выкладывались.
По крайней мере на эту минуту.
Почему? Бог весть.

Обновление. НАСА  перепутало (бывает и с НАСА) датировку и назвало 65 полет на 7 метров 66-м. Сейчас выложено 128 снимков 65 полета, который неправильно обозначен на сайте необработанных снимков как 66.

[andr59]

Пол Хаммонд подвел итоги деятельности вертолета перед солнечным соединением по данным JSON. Он пишет:

Paul Hammond
@PaulHammond51
Вертолет Ingenuity Mars Helicopter прислал данные о своем коротком полете (номер 66). Изображений пока нет (изображения уже есть, см. ссылки выше, прим. мое), но он преодолел 0,50 м за
23 секунды. Общая продолжительность нахождения в воздухе на данный момент составляет 1 час 58 минут и 49 секунд. Данные собраны из JSON-адресов JPL

https://fosstodon.org/@PaulHammond51/111366415161676509

Некоторые цифры: вертолет сейчас находится выше ровера на 1,6 м, между ними 1057 м
Хаммонд составил таблицу после получения данных о 66 полете в JSON, но еще до выложенных снимков,
На эту минуту количество снимков RTE - 2, и NavCam - 17
Увеличение по клику.

[andr59]

Положение вертолета и ровера после 66 полета:

Карта М20.

[andr59]

К 65 и 66 полетам.
Запутаю окончательно, судя по всему НАСА перепутало датировку  полетов на сайте необработанных снимков. И те снимки, которые обозначены как снятые в 66 полете (расстояние от 0 до 0,5 м на юг, высота 3 метра) на самом деле соответствуют 65 полету ( расстояние 7 метров на запад и высота 10 метров) - 3 ноября 2023, 961 сол :
https://mars.nasa.gov/mars2020/multimedia/raw-images/?af=HELI_NAV#raw-images

То, что это на самом деле так показывает и Ареобраузер на котором накапливаются снимки с каждого полета для создания анимаций. Ареобраузер изменил номер полета и вместо 66-го обозначил приходящие снимки как сделанные в 65 полете (3 ноября 2023, 961 сол):
https://areobrowser.com/#/mode=ingenuity

Кстати, за время написания прибавилось еще три снимка и теперь 65 полет идет со 100 снимками сделанными нав. камерой и 2 цветных  (RTE) остаются. Пока 66 полета на этом сайте нет или он входит в 65 полет, надо будет проверить по временам.
PS. Уже 103 ч\б снимка и все в 65 полете
PPS. Уже 128 снимков.

[andr59]

Отвлечемся от этого сумбура и обратимся к наблюдателю Джеймсу Соренсону, который кажется сделал небольшое открытие.

James Sorenson

@thedudeabidez88
Снимок марсианского неба, сделанный на Sol-965 (7 ноября 2023 г.), на котором видно 22-градусное гало вокруг Солнца. Оно вызвано преломлением ледяных кристаллов в атмосфере. Подобное часто наблюдается и на Земле в аналогичных атмосферных условиях вокруг Солнца или даже Луны. Для сравнения я привел изображение, полученное в период Sol-938 (10 октября 2023 г.), когда Солнце находилось на той же высоте и было безоблачно. #JPL #Mars2020 #NASA #Mars #Space #PerseveranceRover

7 ноября 2023 года, 965 сол                                                              10 октября 2023 года, 938 сол 
https://mastodon.social/@thedudeabidez88/111378608163440944 

Примечание. Оригинал снимка за 7 ноября, 965 сол с гало здесь:
https://mars.nasa.gov/mars2020/multimedia/raw-images/NLF_0965_0752606643_867ECM_N0470000NCAM00501_01_295J

[andr59]

Ранее Джеймс Соренсен увидел следующее:

James Sorenson
@thedudeabidez88@mastodon.social
Течение времени на Марсе. На Sol-945 (17 октября 2023 г.), начиная с 10:21 LMST утра, Ingenuity запустил последовательность съемки своей цветной камерой RTE во время простоя на аэродроме Тау. Камера делала снимок поверхности каждые пять минут сорок секунд в течение почти двух часов двадцати шести минут. Примечание: на последнем кадре в GIF анимация меняется на обратную. #Ingenuity #MarsHelicopter #JPL #Mars2020 #NASA #Mars #Space #PerseveranceRover

https://mastodon.social/@thedudeabidez88/111378679105572140

[andr59]

Давно не печатался Джеймс Соренсон, а сегодня вон оно как:

James Sorenson
@thedudeabidez88
Perseverance сделал этот снимок с помощью своих навигационных камер после того, как проехал 41,08 м (134,78 фута) до текущей научной точки на Sol-960 (2 ноября 2023 г.).
#JPL #Mars2020 #NASA #Mars #Space #PerseveranceRover

https://mastodon.social/@thedudeabidez88/111378635154503791

PS. Судя по всему ровер находится последние дни в районе, в котором он оказался 2 ноября, 960 сол.
Увеличение по клику.

[andr59]

И опять к 65 полету вертолета. Сейчас выложили снимок с началом подъема вертолета. Наблюдатель 65dBnoise усилил контрастность и т.д. Вот что он пишет:

65dBnoise
@65dBnoise
Как уже отмечалось (https://mastodon.social/@65dBnoise/111338171308855175), казалось, что #Flight64 поставил #Ingenuity в неловкое положение . Теперь, когда появились снимки взлета #Flight65, мы видим, что это действительно так. Он приземлился одной ногой на гребень довольно неустойчивой реголитовой ряби:

Изображение получено с RMC 65.0001/522
Сол 961, LMST: 10:33:12

Неискаженное, обработанное HELI_NAV
Original: https://mars.nasa.gov/mars2020-raw-images/pub/ods/surface/sol/00961/ids/edr/browse/heli/HNM_0961_0752245539_760ECM_N0650001HELI00522_0000LUJ01.png
Credit: #NASA/JPL-Caltech/65dBnoise

Примечание. Да и вторая опора (справа внизу) судя по всему была несколько закопана.

[andr59]

О наступившем солнечном соединении в новостях Curiosity:

https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=221.msg2600635#msg2600635

[andr59]

Снимок получен 10 ноября 2023 г. (сол 968) в среднее местное солнечное время 12:03:18.
Image Credit: NASA/JPL-Caltech

https://mars.nasa.gov/mars2020/multimedia/raw-images/FLG_0968_0752872516_096ECM_N0470000FHAZ00500_01_1I4J

Перерыв.

[ОАЯ]

Пол Хаммонд подвел итоги деятельности вертолета перед солнечным соединением по данным JSON. Он пишет:

Вертолет красавец:
Самый длительный полет 169 секунд — почти три минуты! Я дыхание на столько не задержу.
Суммарное расстояние которое пролетел вертолет.  15 км — Босфор — 0,7 км, Дарданеллы — 1,3 км, Гибралтарский пролив — 14 км. (Подразумевал именно это, но написал каряво. Исправил. Спасибо andr59)

[andr59]

Максимальный перелет 15 км — Босфор — 0,7 км, Дарданеллы — 1,3 км, Гибралтарский пролив — 14 км.

Это суммарное расстояние которое пролетел вертолет. Максимальное расстояние было преодолено в 25 полете 8 апреля 2022 года (403 сол), когда вертолет пролетел 704 метра.
https://mars.nasa.gov/technology/helicopter/#Flight-Log

[andr59]

Пишут:

NASA JPL
@NASAJPL
4 ч
Вертолет #MarsHelicopter будет занят во время солнечного соединения Марса - на поверхности! 

Команда Ingenuity нашла место для стоянки вблизи этой марсианской песчаной ряби, где он будет делать снимки с временной задержкой, чтобы лучше понять движение песчинок.

https://twitter.com/NASAJPL/status/1723385104280465467

[Stanislav.s]

Облака.

Kevin M. Gill
@kevinmgill@deepspace.social
Облачный полдень в кратере Езеро, Марс, на этой неделе на Sol 961. Изображение, полученное левой навигационной камерой марсохода Perseverance Rover с видом на юг.

NASA/JPL-Caltech/Kevin M. Gill

https://mastodon.social/@kevinmgill@deepspace.social/111353170158812130

NavCam sol 960, анимация,клик.

[Stanislav.s]

Панорама NavCam sol 960, круговая, клик.

[Stanislav.s]

MastCamZR sol 963, следы от колес однотонного научно-исследовательского материала,
увеличение по клику.

[andr59]

Топонимика местности, где в настоящее время находится ровер Perseverance. Солнечное соединение он переживает в низине перед холмом Эйри Хилл - Airey Hill.



Увеличение по клику.

Более подробно о том, что делает сейчас ровер в блоге НАСА:
https://mars.nasa.gov/mars2020/mission/status/496/here-comes-the-sun-perseverance-readies-for-solar-conjunction/

[andr59]

Сегодня, 18 ноября, Марс находится на прямой Земля - Солнце - Марс.  Через 7 дней, 25 ноября, программа продолжится,