Trực thăng sao Hỏa lập kỷ lục thế giới với 43 chuyến bay vào không gian

Cùng với tàu tự hành Perseverance, Ingenuity đã đáp lên bề mặt sao Hỏa vào ngày 3.4.2021, đến ngày 19.4, nó thực hiện thành công chuyến bay ngoài trái đất có điều khiển bằng năng lượng đầu tiên, cất cánh thẳng đứng, bay lơ lửng và hạ cánh trong thời gian bay là 39,1 giây.

Wikipedia

Chuyến bay thứ 25, diễn ra vào ngày 8.4.2022, máy bay trực thăng này đã lập kỷ lục mới về tốc độ và quãng đường di chuyển cao nhất. Nó bay tổng cộng 39,1 giây bằng cách tăng độ cao 3 m, lơ lửng trong 30 giây rồi hạ cánh. Độ cao cao nhất mà nó đạt được trong một lần bay là vào ngày 3.12.2022, nó đã bay lên cao 14 mét trên bề mặt sao Hỏa, một nơi được xem có "không khí" cực kỳ khó bay vào, do bầu khí quyển mỏng của hành tinh này.

Trên sao Hỏa, có 95% carbon dioxide với ít oxy, nó có áp suất khoảng 610 pascal (0,006% áp suất khí quyển điển hình của trái đất), khiến cánh quạt máy bay và cánh nâng kém hiệu quả hơn nhiều. Tuy nhiên, dù nhỏ bé nhưng chiếc trực thăng này vẫn có thể chịu được các điều kiện bất lợi để lập nhiều kỷ lục thế giới.

Sơ lược về thiết kế của Ingenuity

Ingenuity do Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA, kết hợp với nhà thầu quốc phòng AeroVironment, Inc., Trung tâm Nghiên cứu Ames của NASA và Trung tâm Nghiên cứu Langley cùng thiết kế, song khác với các máy bay trực thăng trên Trái đất.

Cánh quạt của Ingenuity có đường kính 121 cm, toàn bộ thân máy cao 49 cm, hình chữ nhật, có kích thước 136 mm × 195 mm × 163 mm, với bốn chân tiếp đất mỗi chân dài 384 mm. Máy bay trực thăng này vận hành bằng pin sạc năng lượng mặt trời cung cấp năng lượng cho hai rôto quay ngược chiều được gắn đồng trục chồng lên nhau.

Về kết cấu phần cứng bên trong, theo Wikipedia, Ingenuity có cụm cảm biến phía trên, với các bộ phận cách ly rung động liên quan, được gắn trên cột gần trọng tâm của xe để giảm thiểu ảnh hưởng của tốc độ góc và gia tốc. Nó bao gồm một thiết bị đo quán tính Bosch BMI-160 cấp điện thoại di động ( IMU) và một máy đo độ nghiêng (Murata SCA100T-D02), chỉ được sử dụng trên mặt đất trước chuyến bay để hiệu chỉnh độ lệch của máy đo gia tốc IMU.

Wikipedia

mars.nasa.gov

Bộ cảm biến phía dưới bao gồm một máy đo độ cao (Garmin LIDAR Lite v3), hai máy ảnh và một IMU thứ cấp, tất cả được gắn trực tiếp trên Mô-đun Lõi Điện tử (không phải trên cột buồm). Ngoài ra, Ingenuity còn sử dụng bộ xử lý Qualcomm Snapdragon 801 với hệ điều hành Linux; bộ xử lý Qualcomm kết nối với hai bộ vi điều khiển điều khiển chuyến bay (MCU) để thực hiện các chức năng điều khiển chuyến bay cần thiết…

Những hoạt động trên sao Hỏa

Ingenuity có khối lượng 1,8 kg, tuy nhiên trong trọng lực của Sao Hỏa nó chỉ còn 680 g. Phải mất 5-20 phút để tín hiệu vô tuyến từ Trái đất đến sao Hỏa, nghĩa là không thể kiểm soát các chuyến bay của Ingenuity trong thời gian thực. Vì thế, Ingenuity phải tự bay, tự động thực hiện từng kế hoạch bay thông qua sự điều khiển của một máy tính trên máy bay.

Trong một số tuần trước mỗi chuyến bay của Ingenuity, những người lập kế hoạch sứ mệnh tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA gửi một loạt các điểm tham chiếu và mốc xác định tuyến đường mà nó phải đi theo.

Khi Ingenuity hạ cánh trên sao Hỏa bằng xe tự hành Perseverance của NASA vào tháng 2.2021, hệ thống định vị của nó được thiết kế với giả định rằng nó sẽ chỉ thực hiện một số chuyến bay ngắn, đơn giản trên địa hình tương đối bằng phẳng gần địa điểm hạ cánh của Perseverance.

spaceexplored.com

Do Ingenuity từng gặp nhiều địa hình phức tạp trong các chuyến đi của mình, nên phòng thí nghiệm đã cập nhật các phần mềm, dự trù tình huống, giải quyết sáng tạo để giúp Ingenuity phù hợp với mục đích và không gặp nguy hiểm. Kết quả là Ingenuity đã vượt qua mọi bài kiểm tra, chứng minh rằng tuy sao Hỏa có bầu khí quyển mỏng song vẫn có thể điều hướng bằng máy bay.

Giới khoa học vẫn chưa biết nhiều về sao Hỏa, vì Ingenuity không mang theo bất kỳ dụng cụ khoa học nào, tuy nhiên Ingenuity đã cung cấp nhiều bài học quý giá cho sự phát triển của máy bay hướng tới sao Hỏa trong tương lai.