eRomfart 2020-012, Norsk Astronautisk Forening, 20.04.2021
Artikkelen er en nyhetsnotis opprinnelig sendt på epost til medlemmer av Norsk Astronautisk Forening. Dersom du ikke er medlem, men ønsker å motta disse epostene og nyte godt av våre øvrige tilbud, kan du melde deg inn via vårt elektroniske innmeldingsskjema.
Ingenuity har foretatt første flygning på Mars
Av Øyvind Guldbrandsen
NASAs lille robothelikopter Ingenuity foretok 19. april 2021 en kort flytur på Mars. Ferden gikk vertikalt opp til en høyde av 3 meter, eller 10 fot, som man foretrekker å si på flyversk, hvor helikopteret svevde i 30 sekunder, før det landet vertikalt på samme sted som det tok av. Hele turen tok 39,1 sekunder.
Den korte flyturen regnes uansett som historisk, siden det er første gang et menneskelaget helikopter, eller annen type flygemaskin, flyr på en annen klode enn Jorden.
Flyturen ble overvåket av roveren Perseverance, som stod parkert 64 meter unna og filmet det hele. Perseverance tok også i mot bilder og telemetridata fra Ingenuity, for senere overføring til Jorden via romsonder som kretser i bane rundt Mars.
Kombinasjon av to bilder tatt fra Perseverance som viser Ingenuity på bakken og 3 meter oppe i lufta. (NASA/ØG)
Flyturen skjedde kl. 09:34 norsk tid, men først rundt fire timer senere mottok JPLs kontrollsenter, nær 280 millioner km unna, dataene og de første bildene som viste at ferden var vellykket gjennomført, til stor jubel blant de som satt i kontrollrommet. Blant dem var Håvard Fjær Grip fra Trønderlag, som i dette prosjektet benevnes som sjefspilot. Det betyr i praksis at han har blant annet har ansvaret for programvaren som sendes opp til helikopteret, før dette gjennomfører flygningen automatisk. På grunn av tidsforsinkelsen er det selvsagt ikke mulig å direktestyre helikopteret med en joystick, slik man vanligvis gjør med droner på Jorden.
På Mars skjedde flyturen midt på dagen, kl. 12:33 lokal tid, da solen stod omtrent i senit. Tidspunktet var valgt siden helikopterets batterier da var omtrent fulladet, og fordi det på denne tiden pleier å være lite vind. Batteriene driver både rotoren og de andre systemene om bord i det 1,8 kg tunge (på Jorden) helikopteret. Deriblant varmelementene, som sørger for at de beinkalde Mars-nettene ikke tar knekken på farkosten.
Batteriene lades opp hver dag av et lite solpanel på toppen av det 49 cm høye helikopteret. Panelet er plassert over de to motsatt-roterende propellene, eller rotorene. De 1,2 meter lange propellene måtte rotere med opptil 2500 rpm (omdreininger per minutt) for at helikopteret skulle ta av i den tynne Mars-atmosfæren, til tross for at tyngdekraften på Mars bare er knappe 40% av hva den er på Jorden. Mars-atmosfæren har en tetthet på rundt 1% av atmosfærens tetthet ved Jordens havoverflate. Ingenuity-rotorens omdreiningshastighet er 5-6 ganger høyere enn for et vanlig helikopter på Jorden.
Skyggen av Ingenuity mellom Perseverances hjulspor, fotografert fra luften med Ingenuitys nedoverrettede navigasjonskamera (NASA)
Ingenuity ble brakt til Mars med Mars 2020/Perseverance, som landet i Jezero-krateret på Mars 18. februar i år. Helikopteret er kun ment å demonstrere teknologi som kan brukes til å fly på Mars, og har ingen vitenskapelige instrumenter. Men det har to kameraer: Et nedoverrettet navigasjonskamera og et rettet mot horisonten.
Ingenuity-teamet har blitt tildelt 30 soler (Mars-døgn) av ledelsen i Mars 2020-prosjektet til å foreta flygninger med Ingenuity, før Perseverance forlater det og tar fatt på sine primære oppgaver, som er å lete etter tegn til tidligere liv på Mars. De 30 solene, tilsvarende 31 jorddøgn, begynte å telle da helikopteret ble frigjort fra undersiden av Perseverance 3. april, i et flatt område med lite steiner som kunne utgjort en risiko.
Den første flyturen ble halvannen uke forsinket etter at en test av rotorene, hvor helikopteret ikke skulle ta av, avdekket problemer som krevde oppdatering av programvaren. Da den første flyturen ble gjennomført var man allerede inne i den 16. av de 30 tilmålte solene.
Ingenuity-teamet vil over de neste tre solene gå gjennom dataene før neste flytur, som vil skje tidligst 22. april. Intensjonen er å foreta stadig mer komplekse turer, til større høyder samt tilbakelegge horisontale strekninger.
Ingenuity har blitt droppet ned på bakken fra undersiden av Perseverance (NASA)
TILDLIGERE UTENOMJORDISKE «FLYTURER»
Som nevnt er Ingenuity den første hva man med rette kan kalle flygemaskin som tar av fra en annen klode enn Jorden. Med flygemaskin regner vi her en med aerodynamiske vinger som sørger for det nødvendige løftet, enten de er faste, som på et tradisjonelt fly, eller roterende, som på et helikopter.
Men Ingenuity er langt fra den første farkosten som på en eller annen måte har svevd over en annen klodes overflate, også om vi ser bord fra romfartøy i bane eller kretsløp. Siden man sikkert kan kverulere seg frem til ymse definisjoner av hva flygning kan inkludere, nevner vi noen eksempler fra romalderen:
Det første fartøyet som på sett og vis tok av fra en annen klode var NASAs ubemannede månelander Surveyor 3. Da den landet 20. april 1967 (54 år siden i dag) ville ikke bremsemotorene stanse, og fartøyet spratt flere ganger før det kom til ro. Det første og største hoppet var rundt 10 meter høyt. Dette var selvfølgelig ikke planlagt, sonden var aldri ment å skulle ta av fra Månen etter landingen.
Man kan selvsagt bemerke at den aller første sonden som myklandet på Månen, og i det hele tatt på en annen klode enn Jorden, Sovjetunionens Luna 9, var innhyllet i oppblåsbare støtputer som fikk den til å sprette og rulle rundt, dog uten motorkraft, under landingen i januar 1966. Noe tilsvarende ble gjentatt, i større skala, med Mars Pathfinder i 1997 og Mars-roverne Spirit og Opportunity i 2004.
Det første romfartøyet som var ment å ta av fra en annen klode etter å ha lykkes med landingen, og som heldigvis også gjorde det, var oppstigningstrinnet til Apollo 11s månelandingsfartøy, med Neil Armstrong og Buzz Aldrin om bord, i juli 1969.
Etter at oppstigningstrinnet hadde koblet seg til Apollos kommando/servicesekjon i månebane og astronautene krabbet over i denne, ble trinnet sendt ned til en krasjlanding på Månens overflate. Denne prosedyren ble gjentatt ved alle senere Apollo-månelandinger.
Det første fartøyet som tok av fra en annen klode for aldri å vende tilbake, var oppstigningstrinnet til Sovjetunionens Luna 16, som returnerte til Jorden med månemateriale i september 1970.
Første fartøy som utnyttet aerodynamikk på en annen klode var atmosfærekapselen til Sovjetunionens Venera 4, som braste inn i Venus-atmosfæren i oktober 1967. Til oppbremsingen var kapselen utstyrt med både varme/bremseskjold (ikke-separerbart) og en fallskjerm, som den dalte ned under mens den sendte målesignaler fra instrumentene tilbake til Jorden. Siden forholdene på Venus var såpass mye verre enn kapselen var konstruert for å tåle, opphørte signalene før den nådde overflaten. Den første som gjorde det, og fortsatt sendte signaler, var Venera 7 i 1970.
Første fartøy som benyttet aerodynamikk til å styre seg gjennom en annen atmosfære var til Mars Science Laboratory, som brakte Mars-roveren Curiosity ned på Mars i 2012, hvor den fortsatt er i aktivitet. Ved at kapselen svingte og dreide på seg mens den suste ned gjennom Mars-atmosfæren, kunne den treffe landingsområdet med vesentlig større nøyaktighet enn noen tidligere Mars-landere. Teknikken ble utnyttet med enda større presisjon med Mars 2020/Perseverance.
Det nærmeste man kommer flygning på en annen planet før Ingenuity var de to 3,4 diameter store, franskproduserte, heliumfylte ballongene som i juni 1985 i 46-47 timer svevde rundt i Venus-atmosfæren i høyder av rund 54 km, mens de sendte data om atmosfæren til Jorden. Ballongene ble koblet fra landingsfartøyene til de sovjetiske romsondene Vega 1 og Vega 2 mens de var på vei ned gjennom atmosfæren, før de myklandet på overflaten. Landerne var på sin side blitt koblet fra Vega 1- og Vega 2-moderfartøyene da disse passerte Venus, før sistnevnte to fortsatte videre til Halleys komet. Ballongen til Vega 1 tilbakela 11 600 km i atmosfæren før signalene opphørte, Vega 2-ballongen tilbakela 11 100 km, begge over natt- og deretter dagsiden av planeten. Begge ballongene kan ha svevd mye lenger enn dette før de etter hvert falt ned på overflaten.
Det har vært planlagt både fly og ballonger på Mars, men ingen har så langt blitt realisert. En kombinert helium- og varmluftsballong skulle i 1998 bringes sammen med en rover til Mars med den russiske romsonden Mars 98. Denne skulle ha med seg en «slange», laget av Planetary Society, med instrumenter som skulle slepe langs bakken om natten, mens ballongen skulle varmes opp og bli luftbåren om dagen. Prosjektet ble kansellert i kjølvannet av den mislykkede oppskytingen av Mars 96, i kombinasjon med den dårlige russiske økonomien på 1990-tallet
På 1990-tallet ble det også planlagt et lite Mars-fly som NASA skulle sende til Mars i 2003, i forbindelse med 100-årsmarkeringen av brødrene Wrights første motoriserte flytur. Heller ikke dette kom lenger enn til planleggingsstadiet. På den annen side har Ingenuity-prosjektet mange referanser til Wrights flytur, som navnet på området på Mars flyturen skjedde fra. Helikopteret har til og med en liten flik av Wright-flyet fra 1903 med seg til Mars.
NASA planlegger å sende en drone, kalt Dragonfly, med åtte propeller til Saturn-månen Titan. Oppskyting er planlagt til 2027, med ankomst Titan i 2034 eller -35.
Nærmere bilde av Ingenuity, igjen tatt fra Perseverance (NASA)
En video av Ingenuitys første flytur finner du på Romfarts facebookside på
https://www.facebook.com/romfart/videos/1579971572199365
eller
