Τι συνέβη με το ελικόπτερο Ingenuity της NASA από την αποστολή Mars 2020;

Το 2020, η NASA εκτόξευσε το ελικόπτερο Ingenuity Mars ως μέρος της αποστολής Mars 2020, κολλώντας το μικρό στροφείο πάνω στο ρόβερ Perseverance. Το σκάφος έπεσε στον κρατήρα Jezero του Άρη στις 18 Φεβρουαρίου 2021 και του ανατέθηκε μια τολμηρή δοκιμή: να δείξει για πρώτη φορά εάν είναι δυνατή η ελεγχόμενη πτήση με κινητήρα στην ατμόσφαιρα του Κόκκινου Πλανήτη.

Σχεδιασμένο ως επίδειξη τεχνολογίας αντί για διερευνητικό επιστημονικό όχημα, το Ingenuity αναμενόταν να ολοκληρώσει μια χούφτα σύντομων δοκιμαστικών πτήσεων, όχι περισσότερες από πέντε εξόδους σε περίπου 30 Αρειανές ημέρες (που είναι 37 λεπτά περισσότερες από τις ημέρες της Γης). Η αποστολή του ήταν να ωθήσει τα όρια της αεροναυπηγικής πέρα ​​από τη Γη, αποδεικνύοντας ότι η πτήση στροφείου μπορεί μια μέρα να χρησιμοποιηθεί για εξερεύνηση πλανητών. Με λίγα λόγια, η αποστολή στέφθηκε με επιτυχία, αλλά η ιστορία δεν τελειώνει εδώ. Τελικά, μετά από μια εκτεταμένη εκστρατεία πολύ πέρα ​​από το αρχικό του πεδίο, το Ingenuity υπέστη μια σύγκρουση προσγείωσης στον Άρη, τερματίζοντας τις πτητικές του λειτουργίες.

Το αρχικό σχέδιο για το ελικόπτερο του Άρη ήταν μέτριο. Μετά την πρώτη του ηρωική πτήση στις 19 Απριλίου 2021, το Ingenuity άρχισε να ξεπερνά κάθε προσδοκία. Τα στατιστικά της αποστολής λένε την ιστορία: αντί για τις πέντε πτήσεις σε περίπου ένα μήνα, το σκάφος ολοκλήρωσε 72 πτήσεις συνολικά. Αυτή η εκτεταμένη αποστολή διήρκεσε για περισσότερες από 1.000 Αρειανές ημέρες, που είναι περισσότερο από 33 φορές περισσότερο από ό,τι είχε αρχικά προβλεφθεί. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, κατέγραψε περισσότερες από δύο ώρες αθροιστικού χρόνου πτήσης και ταξίδεψε πάνω από 14 φορές την απόσταση που είχε αρχικά οραματιστεί.

Τι πέτυχε; Με κάθε πτήση, το Ingenuity εξερευνούσε νέο έδαφος μπροστά από το rover, συγκέντρωνε εναέριες εικόνες της επιφάνειας του Άρη και χρησίμευε ως ανιχνευτής που βοήθησε στο σχεδιασμό της διαδρομής για το Perseverance. Οι πρώτες πτήσεις απέδειξαν ότι ένα περιστροφικό σκάφος μπορούσε να πετάξει σε ατμόσφαιρα μόνο περίπου 1% τόσο πυκνή όσο αυτή της Γης. Καθώς η εκστρατεία συνεχιζόταν, το ελικόπτερο τολμούσε πολύ πιο μακριά και ψηλότερα από ό,τι είχε αρχικά προγραμματιστεί. Κάθε πτήση του Ingenuity βοήθησε να ανοίξει μια νέα διάσταση αναγνώρισης για τις πλανητικές επιφάνειες.

Μετά ήρθε το τέλος του μικρού ελικοπτέρου. Στις 18 Ιανουαρίου 2024, κατά την 72η πτήση του, το Ingenuity εκτέλεσε την τελική του προσγείωση. Μεταγενέστερες εικόνες έδειξαν ότι ένα από τα πτερύγια του ρότορά του λείπει και άλλη ζημιά στις άκρες των λεπίδων, σηματοδοτώντας το τέλος της αποστολής του. Ενα έρευνα από το Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA αργότερα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το σύστημα πλοήγησης του σκάφους μπερδεύτηκε καθώς πετούσε πάνω από το κυρίως ανώμαλο έδαφος με κυματισμό άμμου. Επειδή δεν μπορούσε να ανιχνεύσει με αξιοπιστία λεπτομέρειες της επιφάνειας, η εκτίμηση της ταχύτητας του ελικοπτέρου μετατοπίστηκε, οδηγώντας σε δυσκολότερη από την αναμενόμενη προσγείωση και ζημιά στον ρότορα πέρα ​​από τα όρια σχεδιασμού.

Η επιτυχία του ελικοπτέρου Ingenuity Mars άφησε μια διαρκή κληρονομιά τόσο στην αεροναυπηγική όσο και στην πλανητική εξερεύνηση. Αποδεικνύοντας ότι η πτήση με κινητήρα σε άλλο πλανήτη είναι δυνατή, το Ingenuity άνοιξε μια νέα μέθοδο ανίχνευσης πλανητικών επιφανειών. Στο ρόλο του ως εναέριου ανιχνευτή για το Perseverance Rover, βοήθησε στη χαρτογράφηση του εδάφους του Άρη μπροστά και στη λήψη εικόνων σε μεγάλο υψόμετρο, οι οποίες θα βοηθήσουν όλες τις μελλοντικές αποστολές.

Κοιτάζοντας το μέλλον, η ιδέα Mars Chopper είναι ήδη υπό ανάπτυξη από τη NASA (μέσω του Εργαστηρίου Jet Propulsion Laboratory), το Ames Research Center και την AeroVironment Inc. Το Mars Chopper οραματίζεται ως ένα πολύ μεγαλύτερο όχημα, περίπου στο μέγεθος ενός SUV, με έξι ρότορες. Θα είναι σε θέση να μεταφέρει ωφέλιμα φορτία επιστήμης έως και 11 λίβρες (~ 5 κιλά) και να πετάξει σχεδόν 2 μίλια (~ 3 χλμ) σε μία μόνο Αρειανή ημέρα. Σκοπός του είναι να μελετήσει εδάφη απρόσιτα για ρόβερ, όπως γκρεμούς, βαθείς κρατήρες και πεδία με αμμόλοφους.

Το Mars Chopper είναι μια μελλοντική ιδέα και όχι μια άμεση αντικατάσταση του Ingenuity. Αυτό συμβαίνει επειδή ο σχεδιασμός των στροφείων για τον Άρη παραμένει πολύπλοκος. Η λεπτή ατμόσφαιρα, η αυτονομία, η πλοήγηση στο έδαφος, οι καθυστερήσεις στην επικοινωνία και οι συνθήκες με σκόνη αποτελούν όλα μηχανολογικές προκλήσεις. Η εφευρετικότητα ήταν πρωτίστως μια τεχνική επίδειξη. Έχοντας αποδείξει αυτή την ιδέα, η NASA έχει πλέον την πολυτέλεια να επενδύσει σε πιο ικανά σκάφη, αν και με υψηλότερο κόστος και πολυπλοκότητα. Επιπλέον, ο σχεδιασμός της αποστολής πρέπει να ευθυγραμμίζεται με μεγαλύτερες επιστημονικές προτεραιότητες και παράθυρα εκτόξευσης του Άρη. Με αυτόν τον τρόπο, η κληρονομιά του Ingenuity δεν είναι μόνο οι πτήσεις που έκανε, αλλά η πόρτα που άνοιξε για εναέρια εξερεύνηση άλλων κόσμων.