Staub bedroht die Zukunft des Mars-Helikopters Ingenuity

Der Mars-Hubschrauber Ingenuity stand diese Woche vor einer Herausforderung, als er die Kommunikation mit seinem Rover-Partner Perseverance verlor und damit zum ersten Mal in seinem mehr als einjährigen Betrieb einen Kommunikations-Check-in verpasste. Zum Glück für den mutigen kleinen Helikopter wurde die Kommunikation nun wiederhergestellt. Es steht jedoch vor einem harten Kampf mit dem eindringenden Marsstaub.

Der Kommunikationsabfall, der am Dienstag, dem 3. Mai, auftrat, war laut einem von der NASA geteilten Update auf störenden Staub in der Marsatmosphäre zurückzuführen. Mit den wechselnden Jahreszeiten auf dem Mars nimmt die Staubmenge in der Atmosphäre zu. Und dieser Staub kann Sonnenkollektoren wie die von Ingenuity verdecken und sie weniger effektiv machen.

Aufgrund der staubigen Sonnenkollektoren ist es für Ingenuity schwieriger, seine Batterien aufzuladen – ein Problem, mit dem der Hubschrauber zuvor konfrontiert war, als ein Staubsturm über den Jezero-Krater zog, den er erkundet, und erden Staub abschütteln musste, bevor er weiterfliegen konnte Operationen. Bei dieser Gelegenheit verhinderte der Staub, dass sich die Batterien so weit aufladen, dass ein Teil des Steuersystems des Hubschraubers, das feldprogrammierbare Gate-Array (FPGA), abgeschaltet wurde.

„Als der Ladezustand des Batteriepakets unter eine untere Grenze fiel, wurde das feldprogrammierbare Gate-Array (FPGA) des Hubschraubers abgeschaltet“, erklärte David Agle von der NASA in dem Update . „Das FPGA verwaltet den Betriebszustand von Ingenuity und schaltet die anderen Avionikelemente nach Bedarf ein und aus, um die Energieeinsparung zu maximieren. Es betreibt auch die Heizungen, die es dem Hubschrauber ermöglichen, eisige Marsnächte zu überleben, hält die genaue Zeit des Raumfahrzeugs aufrecht und steuert, wann der Hubschrauber für Kommunikationssitzungen mit Perseverance aufwachen soll.“

Der Helikopter ist so konzipiert, dass er Komponenten während des Tag- und Nachtzyklus nach Bedarf ein- und ausschaltet. Als sich das FPGA jedoch unerwartet abschaltete, stellte es die integrierte Uhr von Ingenuity zurück. Dann, als die Sonne aufging und das Sonnenlicht begann, seine Batterien wieder aufzuladen, war die Zeit des Hubschraubers nicht mehr synchron mit der des Rovers. Das bedeutete, dass Ingenuitys Versuche, Perseverance zu kontaktieren, zur falschen Zeit erfolgten, weshalb es den Check-in verpasste.

Perseverance lauschte weiter auf das Check-in-Signal von Ingenuity, das am 5. Mai um 11:45 Uhr Ortszeit Mars eintraf. Ingenuity war in der Lage, eine Funkverbindung herzustellen und mitzuteilen, dass sie stabil war, die richtige Temperatur hatte und ihre Batterie aufgeladen wurde und bis zu 41 % ihrer Kapazität hatte.

Das sind alles gute Nachrichten, aber es gibt ein anhaltendes Problem, das durch den Staub verursacht wird. Für den Helikopter wird es weiterhin schwierig sein, seine Batterien ausreichend aufzuladen, um die kalten Marsnächte zu überstehen. Dieses Problem ist keine Überraschung, da Ingenuity ursprünglich nur für fünf Flüge konzipiert war, aber bisher erstaunliche 24 Flüge absolviert hat. Mit dieser längeren Missionsdauer wusste das Team, dass saisonale Wetteränderungen größere Herausforderungen mit sich bringen würden.

„Wir haben immer gewusst, dass der Marswinter und die Staubsturmsaison neue Herausforderungen für Ingenuity darstellen würden, insbesondere kältere Sole, eine Zunahme des atmosphärischen Staubs und häufigere Staubstürme“, sagte Teddy Tzanetos, Leiter des Ingenuity-Teams vom Jet Propulsion Laboratory der NASA. „Jeder Flug und jede geflogene Meile über unsere ursprüngliche 30-Sol-Mission hinaus hat das Raumschiff bei jedem einzelnen Sol auf dem Mars an seine Grenzen gebracht.“

Um zu versuchen, Ingenuity so lange wie möglich am Laufen zu halten, hat das Team neue Befehle an den Hubschrauber gesendet, um die Temperatur zu senken, bei der er seine Heizungen einschaltet. Dies spart Batterieverbrauch, da die Heizungen viel Strom verbrauchen, aber es setzt die Hardware des Hubschraubers kalten Temperaturen aus, was riskant ist. Wenn die Hardware jedoch mehrere Nächte so übersteht, ist der Akku vielleicht wieder so weit aufgeladen, dass der Helikopter wieder fliegen kann.

„Unsere oberste Priorität ist es, die Kommunikation mit Ingenuity in den nächsten paar Sols aufrechtzuerhalten, aber selbst dann wissen wir, dass noch erhebliche Herausforderungen bevorstehen“, sagte Tzanetos. „Ich könnte nicht stolzer auf die Leistung unseres Teams im letzten Jahr sein, ganz zu schweigen von den unglaublichen Leistungen unseres Flugzeugs auf dem Mars. Wir hoffen, dass wir die Batterieladung akkumulieren können, um zum Nennbetrieb zurückzukehren und unsere Mission in den kommenden Wochen fortzusetzen.“