NASA stellt Kontakt zu Mini-Hubschrauber auf dem Mars wieder her

NASA stellt Kontakt zu Mini-Hubschrauber auf dem Mars wieder her

• NASA hat bekannt gegeben, dass der Kontakt zum kleinen Hubschrauber Ingenuity auf dem Mars nach einem Abbruch wiederhergestellt wurde.
• Ingenuity kam 2021 zusammen mit dem Rover Perseverance auf dem Mars an und ist das erste motorisierte Fluggerät, das auf einem anderen Planeten autonom geflogen ist.
• Die Daten des Hubschraubers werden über Perseverance zur Erde übertragen, doch während des 72. Flugtests am Donnerstag brach die Kommunikation plötzlich ab.

Ursache des Kommunikationsabbruchs wird untersucht

• Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA teilte mit, dass Perseverance eine längere Abhörsitzung durchgeführt habe, um das Signal von Ingenuity zu empfangen, und so der Kontakt zum Hubschrauber wiederhergestellt werden konnte.
• Das JPL prüft die neuen Daten, um die Ursache des Kommunikationsabbruchs zu verstehen.
• Nach einer früher als geplant erfolgten Landung bei einem vorherigen Flug wurde ein Flug versucht, bei dem das System durch einen schnellen vertikalen Aufstieg überprüft werden sollte, doch noch vor der Landung endete die Kommunikation zwischen Hubschrauber und Rover vorzeitig.

Ingenuitys bemerkenswerte Leistungen und mögliche künftige Flüge

• Für Ingenuity waren ursprünglich fünf Flüge innerhalb von 30 Tagen vorgesehen, doch diese Vorgabe wurde weit übertroffen: Insgesamt flog der Hubschrauber mehr als 10 Meilen (17 Kilometer) und erreichte eine Höhe von bis zu 79 Fuß (24 Metern).
• Er zeigte eine bemerkenswerte Überlebensfähigkeit, indem er die extrem kalten Marsnächte überstand und tagsüber mit seinen Solarpanels die Batterien auflud, um warm zu bleiben.
• In Zusammenarbeit mit Perseverance übernimmt er die Rolle einer Luftaufklärung, die dabei hilft, mögliche Spuren uralten mikrobiellen Lebens zu finden.

GN⁺-Meinung:

• Der Ingenuity-Hubschrauber ist als erstes motorisiertes Fluggerät mit autonomem Flug auf dem Mars technologisch von großer Bedeutung.
• Trotz Problemen wie dem Kommunikationsabbruch zeigt die Wiederaufnahme des Kontakts und die fortgesetzte Einsatzfähigkeit den Fortschritt der Technologie für die Weltraumerkundung.
• Der Hubschrauber spielt eine wichtige Rolle bei der Suche nach Leben auf dem Mars, und seine langfristige Überlebensfähigkeit sowie seine Erkundungsleistung dürften künftige Marsmissionen stark beeinflussen.

[GN⁺]

Hacker-News-Kommentare

• Ich erinnere mich, dass Jupiter Broadcasting viele Interviews dazu geführt hat, dass dieses Gerät Linux-basiert ist und möglicherweise das erste von mehreren Linux-Geräten ist, die JPL zum Mars schicken wird.
  Wenn ich mich richtig erinnere, nutzte es eine weltraumtauglich gehärtete Power-CPU und ein altes Yocto, weil es für neuere Yocto-Versionen keine funktionierenden Treiber gab.
  Als es ein Problem mit dem Rover gab, haben sie ihn tatsächlich mit GNU-Utilities aus der User-Space-Kommandozeile des Helikopters debuggt, die Rover-Logs geholt und zur Erde geschickt.
  Und wie in dem Linux-bezogenen Tweet unten wurde der Mars damit zum zweiten Planeten, auf dem mehr Linux als Windows genutzt wird :-)
  https://www.theverge.com/2021/2/19/22291324/linux-perseveran...

  • Die weltraumtauglich gehärtete POWER-CPU steckt in Perseverance.
    Laut Wikipedia verwendet der Rover-Computer einen strahlungsgehärteten Single-Board-Computer BAE Systems RAD750 auf Basis eines robusten PowerPC-G3-Mikroprozessors, mit 128 MB flüchtigem DRAM und 133 MHz Takt.
    Die Flugsoftware läuft auf VxWorks und ist in C geschrieben; sie kann auf 4 GB nichtflüchtigen NAND-Speicher auf einer separaten Karte zugreifen.
  • Dass GNU-Kommandozeilen-Utilities auf dem Helikopter genutzt wurden, um Rover-Logs zu bergen, wirkt wie ein schönes Beispiel für die Unix-Philosophie, kleine, modulare Werkzeuge zu kombinieren, um komplexere Aufgaben zu erledigen.
    Wer hätte gedacht, dass man mit den Utilities eines Helikopters Rover-Logs holt und zur Diagnose nutzt? Dass es tatsächlich so passiert ist, ist eine wirklich tolle Geschichte.
  • Die Kamera, die die Landung von Perseverance aufgenommen hat, war ebenfalls Linux-basiert und hatte vim installiert.
    Zumindest war das bei dem späteren Modell so, an dem ich gearbeitet habe.
  • Wenn ich mich richtig erinnere, hieß es zwar, dass eine weltraumtauglich gehärtete Power-CPU verwendet wurde, aber meines Wissens nutzte dieses Gerät im Grunde einen Snapdragon-Chip und keine strahlungsgehärtete CPU; das verwirrt mich.

• Als Mitwirkender bei Ingenuity aufgeführt zu sein, ist eines der Highlights meiner Softwareentwickler-Karriere.
  Eigentlich habe ich nur einen Bug in einer Python-Bibliothek behoben, aber das reichte, um das GitHub-Ingenuity-Badge zu bekommen.
  Wenn mich jemand bei einer Vorstellungsrunde nach einem interessanten Fakt über mich fragt, kann ich sagen: „Ein Teil meines Codes fliegt auf dem Mars.“ :)

  • Aus der Perspektive von jemandem, der vor etwa zehn Jahren Code geschrieben hat, der wahrscheinlich bei der Suche nach dem abgestürzten Malaysia-Airlines-Flug 370 geholfen hat: Das ist noch viel beeindruckender und etwas, worauf man stolz sein kann.
  • Ich finde nicht, dass man sich für einen kleinen Beitrag entschuldigen muss.
    Das Grundprinzip von Open Source ist, dass sich solche kleinen Beiträge summieren und Ergebnisse hervorbringen können, die es mit den reichsten Organisationen der Welt aufnehmen können.
  • Führt Ingenuity Python aus?
  • Ich habe zu twbs/bootstrap beigetragen und auch dieses Badge bekommen, lol.

• Hat das Ding nicht größtenteils Standardbauteile verwendet?
  Falls ja, frage ich mich, welche Auswirkungen das auf die Kosten künftiger Missionen haben wird.
  Wenn man mit Consumer-Hardware mehr machen kann, könnte man Budget sparen und es für mehr wissenschaftliche Instrumente einsetzen.

  • Es war ein Proof of Concept (PoC), und ich denke, missionskritische Hardware wird weiterhin die heutigen Verfahren wie Qualifizierung und Härtung durchlaufen.
    Trotzdem ist es ein gutes Zeichen dafür, günstige Experimente mitzuschicken, die für eine Mission „nice to have“ sind.
  • Applied Ion Systems wirft in der kleinen elektrischen Raumfahrtantriebstechnik ebenfalls Steine in diese Richtung.
    Es ist interessant, die Begeisterung und Energie leidenschaftlicher Forscher und Hardcore-Hobbyentwickler zu sehen, besonders im CubeSat-Bereich, ebenso wie die oft unhöfliche und schroffe Gegenwehr aus der Branche.
  • COTS-Komponenten zu nehmen und sie für den Weltraumeinsatz zu zertifizieren, bietet deutlich mehr Potenzial zur Kostensenkung, als neue weltraumzertifizierte Komponenten zu entwickeln.
    Ich glaube, das werden wir künftig häufiger sehen, besonders in Bereichen wie optischer Kommunikation, die teuer und nischenhaft sind, aber viele überlappende Technologien haben.
  • Stimmt. Die Idee ist gut, aber ich frage mich, wie sehr Interessenkonflikte sie aushöhlen werden.
    Man muss nur daran denken, wie viele Unternehmen in die Entwicklung von einmaliger Hardware in Space Grade verstrickt sind.
    Außerdem: Warum sollte eine hochgradig bürokratische Organisation selbst die Höhe des Budgets senken wollen, das sie beantragt und erhält?
    Einsparungen passen nicht zu den Interessen einer solchen Struktur.
    Soweit ich weiß, funktionieren öffentliche Budgetprojekte nicht wirklich so, dass eingespartes Geld einfach anderswo zugewiesen werden kann.
  • In der Luft- und Raumfahrt bedeutet „von der Stange“, dass man es bei einem Luft- und Raumfahrthersteller kaufen kann und nicht intern selbst bauen muss.
    Darin steckt viel mehr Engineering als in vergleichbarer Consumer-Elektronik.

• Ich gehe ins gleiche Fitnessstudio wie jemand, der tatsächlich an diesem Helikopter/dieser Drohne gearbeitet hat.
  Ein unglaublich cooler Mensch.

• Ich frage mich, wie lange man erwartet hatte, dass er betriebsfähig bleibt.
  NASA hat die Angewohnheit, die Lebensdauer auf fast lächerliche Weise zu unterschätzen.
  So nach dem Motto: „Wir erwarteten, dass der Rover 10 Wochen funktioniert, und das war vor 6 Jahren.“
  Das extremste Beispiel ist meiner Meinung nach Voyager 1: eine 5-Jahres-Mission, die inzwischen fast 50 Jahre erreicht.

  • Vor dem Start waren drei Flüge von 90 Sekunden geplant.
    Nachdem das erfolgreich war, ging man zu längeren Flügen als „Betriebsdemonstration“ über und verlängerte vorläufig auf bis zu 12 Flüge.
    Nach dem 21. Flug hörte man auf, Personal und Budget manuell für eine bestimmte Anzahl von Flügen zuzuweisen, und stellte ein dauerhaftes Budget für den unbegrenzten Weiterbetrieb bereit.
    Streng genommen stimmt es also, dass drei 90-Sekunden-Flüge geplant waren, aber es gab offenbar die implizite Annahme, dass man ihn viel häufiger nutzen würde, falls er tatsächlich gut funktioniert.
  • Die Bedingung „Der Rover muss 10 Wochen funktionieren, und wenn er nach 9 Wochen ausfällt, bricht das Vertrauen in die Organisation zusammen“ führt zu solchen konservativen Schätzungen.
    Das ist nicht unbedingt schlecht.
  • NASA scheint die Grundphilosophie weniger versprechen und mehr liefern, mit der man das Licht anbehält und Budget für die nächste Mission bekommt, vollständig verinnerlicht zu haben.
    Ich würde gern heimlich zusehen, wer vor den Kongressausschüssen die Überzeugungsarbeit leistet und wie sie die Leute der Dekadenstudien so umgarnen, dass ihre Vorschläge über andere rücken.

• Werden bei neuen Missionen statt Rovern häufiger Helikopter eingesetzt werden?
  Oder sind größere Fluggeräte deutlich schwieriger oder riskanter einzusetzen?
  Ich frage mich, ob auch ein Helikopter möglich wäre, der einen Rover mit Ausrüstung an einen anderen Ort bringen kann.

  • Es gibt ein Paper darüber, was die nächste Generation sein könnte und sein sollte.
    Der Hauptautor ist meiner Erinnerung nach der Leiter von Mars Helicopter.
    https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/9843501
    Kurz gesagt zielen künftige Designs auf einen etwa 30 kg schweren Helikopter mit 5 kg Nutzlast ab.
    Andere Entwürfe von Beteiligten liegen eher bei 20 kg.
    Es scheint auch möglich, mit bestehender Lander-Technik mehrere davon zu transportieren; das wäre ziemlich cool.
    Suchbegriffe für scholar.google.com sind „Mars Science Helicopter“, und erwähnenswerte Autoren sind T. Tzanetos oder S. Withrow-Maser.
  • Ingenuity war einfach ein Technologiedemonstrator.
    Da die Technologie eindrucksvoll demonstriert wurde, ist es sehr wahrscheinlich, dass wir künftig mehr Helikopter auf dem Mars sehen werden.
    Ich bin mir noch nicht sicher, welche Rolle NASA für künftige Mars-Helikopter vorsieht.
    Die ursprüngliche Idee für Ingenuity war, ihn als Aufklärungsfahrzeug für Rover zu nutzen.
    Natürlich haben sich auch Rover durch besseres autonomes Fahren stark verbessert, aber wenn ein Mars-Rover pro Tag etwa 100 m zurücklegt, bleibt ein Aufklärungshelikopter weiterhin nützlich.
    Später werden wir wohl auch Helikopter sehen, die selbst mehr Ausrüstung tragen.
    Anfangs dürfte der Schwerpunkt aber auf besserer Kameratechnik liegen, und bei Fluggeräten ist Gewicht auf jedem Planeten weiterhin ein Problem.
    Eines Tages könnte es vielleicht auch Missionen geben, bei denen statt eines autogroßen Rovers und eines kleinen Helikopters mehrere Helikopter und ein kleiner Unterstützungsrover zur Erkundung großer Gebiete geschickt werden.
  • Der bisherige Helikopter war meiner Erinnerung nach sehr klein und leicht, unter 1 kg.
    Selbst wenn man ihn stark vergrößert, wird er also keinen 900 kg schweren Rover anheben können.
    Die Marsatmosphäre ist so dünn, dass sie nur eine minimale Nutzlast trägt.
    Trotzdem scheint es möglich, mehr Helikopter für Untersuchungen der Oberfläche einzusetzen.
  • Der aktuelle Plan scheint zu sein, Helikopter sehr leicht zu bauen und die Ausrüstung auf ein Minimum zu reduzieren, um sie hauptsächlich zur Aufklärung vor dem Rover einzusetzen.
    Der Rover wird deutlich schwerer sein und mehr Instrumente tragen.
    Wenn Starship die Transportkosten pro kg für Ausrüstung allerdings um einen zweistelligen Faktor senkt, könnten NASAs langfristige Mars-Pläne komplett durcheinandergeraten; und diese Möglichkeit wirkt durchaus realistisch.
  • Ein Helikopter, der einen Rover transportieren kann, ist im Grunde ein schlechteres Design als ein Helikopter mit Rover-Ausrüstung und ein paar Rädern.
    Durch das Ankoppeln und Anheben entstehen zusätzliches Gewicht, zusätzliche Teile und zusätzliche Komplexität; all das ließe sich vermeiden, wenn man einem kleinen Rover Flugfähigkeit gibt.
    Selbst diese Kombination dürfte schon zu komplex sein.
    Ein Helikopter mit guter Kamera, Spektrometer und der Fähigkeit, Bodenproben zu transportieren, wäre großartig.

• Den Satz „Heute gibt es gute Nachrichten“ habe ich in meinem Kopf mit der Stimme von Professor Farnsworth gehört.

• Ist er also abgestürzt, oder ist er eingefroren?