Rover Perseverance (Mars 2020) - Entwicklung, Bau, Start und Flug zum Mars

Was ist den am neuen Rover noch vom alten übernommen worden?

Da wird wirklich der Datentransport ganz  langsam hurtig zum Flaschenhals.

Wird (theoretisch) langsam Zeit für einen speziellen Mars Relay Satelliten ( Mars Telecommunications Orbiter (MTO), Mars Science and Telecommunications Orbiter, Mars 2022 orbiter (Next Mars Orbiter) oder wie auch immer...) .
Aber da scheint man ja auf SpaceX hoffen zu müssen :/

Theoretisch kann der Rover mit 2Mbit/s zu einem Marsorbiter funken, das ist ja nicht so schlecht, das reicht im Prinzip sogar für halbwegs passable Live-Videoübertragungen. Aber ja, bei diesen Orbitern gibt es sicher noch ein erhebliches Ausbaupotenzial. Das Problem ist vermutlich das solche Infrastrukturprojekte bei begrenztem Budget häufig gegenüber wissenschaftlichen Missionen eine gerinere Priorität eingeräumt wird.

Mit MAVEN und TGO sind aber im Vergleich zum Zeitraum in dem Curiosity gelandet ist immerhin einige neue Relaiskapazitäten dazugekommen.
 

Was ist den am neuen Rover noch vom alten übernommen worden?

Chassis, Antrieb (bis auf die Räder), Energieversorgung, Landesystem, Roboterarm, Kommunikation,...

Ein neues Video über den NASA Mars Rover 2020:


https://www.youtube.com/watch?v=s595S1Vf3PE

Eine Drohne für den Rover?

Möglicherweise wird der 2020er Rover mit einer Flugdrohne  als Technologiedemonstrator bestückt. Die 1,8 kg schwere Drohne soll in der Lage sein zwischen 90 und 120 Sekunden zu fliegen und dabei eine Strecke von 300 Metern zu überbrücken, bevor die Akkus mit Solarzellen wieder aufgeladen werden müssen.

“Now we’re thinking whether or not it would make sense, and if there would be an opportunity to fly this at some point, potentially maybe even on Mars 2020 as a tech demo,” Watzin said. “But that decision hasn’t been made, and it will be taken later this spring.”

https://spaceflightnow.com/2018/03/15/nasa-to-decide-soon-whether-flying-drone-will-launch-with-mars-2020-rover/

Eine Drohne für den Rover?

Ja, die Drohne sitzt vorne rechts zwischen Rover und Radaufhängung. Die Flügel sind alle 4 nach hinten geklappt, die Beine nach innen. In der Position wird sie dann die Beine ausfahren und abgeworfen werden. Dann fährt der Rover weiter und die Drohne kann starten. Die Drohne selber ist dann aber nicht mehr Atomar betrieben, sondern Solar. Oben über den Flügeln ist eine kleine Solarzelle und macht Strom. Ich bin der Meinung (aber da bin ich mir nicht sicher), daß die Flugzeit 5 Minuten pro Tag beträgt.

Aber ein Foto sagt mehr als 1000 Worte. Einfach hoch scrollen, auf Seite 4, da ist ein schönes Foto. Oder klick

Aber ein Foto sagt mehr als 1000 Worte. Einfach hoch scrollen, auf Seite 4, da ist ein schönes Foto. Oder ... klick

Hier noch einige hilfreiche Links,
das    zum Drohnenbild
und    zum Drohnen-Video
sowie zum ersten Fahrmuster
im gleichen Thema.

Gruß, HausD

Oder hier ein ordentlicher 37 min Mitschnitt eines guten Vortrags am Caltech mit vielen guten Bildern und Erklärungen

Das Video ist zwar auch schon 2,5 jahre alt aber der Vortrag geht wenigstens schön in die Tiefe und ist trotzdem gut verständlich und spannend.


https://www.youtube.com/watch?v=w3y7iJEe7uM

Allein schon für die 2-3x weitere Distanzen die der Rover dann am Stück zurücklegen können soll würde der 1kg Scout doch lohnen.


PS: geben diese Wissenschaftler tatsächlich bei 15:00 das Gewicht der Drohne in gram*metre ( "gm" statt "g") an ?! 

Lustige Aufklärungsszene zu dem Koax-Heli. Solche heutzutage "Drohnen" bin ich vor 11 Jahren geflogen:


https://www.youtube.com/watch?v=OhArb7Of6MU

1. In wie fern ist das eine Aufklärung?
2. wenn ein Helikopter auf dem Mars selbstständig fliegt ist es eine Drohne, ja.
3. Schön für dich. nicht vergleichbar. In wie fern ist das relevant?

@Mods: können wir die letzten beiden Posts löschen?

Ein paar Fakten aus dem von Sensei verlinkten Video:

Rotordurchmesser 1,1 m
Masse 1 kg
Flugstrecke pro Sol ca. 1 km
Fluhöhe max. 100m
Flugdauer 2 - 3 min

Der Heli macht den Datenaustausch mit dem Rover hauptsächlich im gelandeten Zustand, darf sich dem aber nur auf 100 m nähern. Daraus ergibt sich eine "Range" (also Hin- und Rückflug) von etwa 600 m vom Rover für jeden Tag.

Der Heli ist ein Technikdemonstrator, der bei diesem Projekt dazu verwendet werden soll, die Fahrstrecke des Rovers zu optimieren. Dazu wird der Heli täglich programmiert, einen bestimmten Bereich auf der geplanten Route zu fotographieren und in 3D zu kartographieren. Dann sucht er selbständig einen Landeplatz und funkt die Daten an den Rover, der diese dann zur Erde sendet.

Auf der Erde wird daraus die Roverfahrt des nächsten Tages geplant und die Collision Avoidance programmiert. Man hofft, dadurch eine wesentlich schnellere autonome Fahrt des Rovers zu ermöglichen (ca. Faktor 3) und zielgerichteter an interessante Objekte zu steuern. Der Heli hat also keine weiteren wissenschaftlichen Instrumente an Bord, alles Stand 2015.

Als Erfolg gilt das Erfüllen der Aufgaben an insgesamt 5 Tagen, da aber keine Verbrauchsstoffe benötigt werden, und die Energieversorgung rein solar ist, kann die Lebensdauer auch sehr viel länger sein.

Robert

Coole Sache mit dem Heli. Mal wieder was Neues. Ich fange an, mich auf die Mission zu freuen.

Das Video ist zwar auch schon 2,5 jahre alt

Der Schwesterrover wurde 2003 das erste mal erwähnt. Also vor 15 Jahren. Gerade in der Raumfahrt, und dort noch extremer in staatlichen Institutionen werden keine Wegwerfhandys gebaut, welche nur 6 Monate Gewährleistung oder 12 Monate Garantie überleben müssen. Dort wird länger entwickelt. Somit ist das, was vor 2,5 Jahren vorgestellt wurde, noch immer Brandaktuell.

Generell gilt: 5 Jahre Ideen-Phase, 5 Jahre Entwicklung - Das ist keine Besonderheit.

Hallo zusammen,

die vorgesehene Lage des Heli am Marsrover 2020 ist auf dem Bild vorne zwischen der Aufhängung zum rechten Rad und an der Chassis mit den Flügeln und den runden Solarpanel zu sehen.

Details

https://www.nasa.gov/press-release/nasas-next-mars-rover-progresses-toward-2020-launch

Mit den besten Grüßen
Gertrud

Es gab einen Rückschlag beim Bau des Rovers. Der Hitzeschild hat bei Strukturtests Risse bekommen. Bei Kräften, 20% stärker als bei der geplanten Mission zu erwarten, sind Risse am Schild aufgetreten. Man will jetzt die Rissbildung verstehen und ggf. das Design bearbeiten oder den Schild reparieren. Aber man ist optimistisch, das man den Starttermin in 2020 halten kann.

Da der Starttermin hier meines Wissens noch nicht erwähnt wurde:
Geplanter Start: Juli 2020
Geplante Landung: 21. Februar 2021

Quelle: https://newatlas.com/cracks-nasa-mars-2020-rover/54409/

Bis Ende Mai soll voraussichtlich entschieden werden, ob zum Rover nun noch eine Drohne/Hubschrauber als Technologiedemonstration hinzugefügt wird oder nicht. Die Operationsdauer wäre auf 30 Tage begrenzt und ja, wie Kritiker sagen, würde das anfangs von der wissenschaftlichen Arbeit des Rovers ablenken, wäre aber unglaublich cool...   
http://spacenews.com/decision-expected-soon-on-adding-helicopter-to-mars-2020/

Eine Drone wäre es sinnvoll einzusetzen, wenn der Rover im Vergleich mit seinen Ahnen ziemlich schneller würde. Wenn aber er sich wie eine Schildkröte fortbewegt, dann hat es kein Sinn für Drone.

Das wichtige Wort ist doch "Technologiedemo". D.h. die Drohne wird nicht für ein wissenschaftliches Missionsziel entwickelt, sondern "um ihrer selber Willen", um das technologische Konzept in der Einsatzumgebung zu verifizieren. Wenn es funktioniert, kann man es in einer zukünftigen Mission in ein sinnvolles Gesamtkonzept integrieren.

Eine Drone wäre es sinnvoll einzusetzen, wenn der Rover im Vergleich mit seinen Ahnen ziemlich schneller würde. Wenn aber er sich wie eine Schildkröte fortbewegt, dann hat es kein Sinn für Drone.

Ich denke auch für langsame Rover macht so etwas Sinn. Es geht ja in erster Linie um das Auskundschaften der weiteren Fahrstrecke und näheren Umgehung, um Hindernisse früh zu erkennen oder auch interessante Forschungsstellen. Da ist es eigentlich egal wie schnell das "Mutterschiff" ist. Nur die 30 Tage Missionszeit sind natürlich eine starke Einschränkung.

Wie groß im Verhältnis zur Masse bzw. welche Drehzahl müssen Rotoren für so eine Drohne eigentlich haben, damit sie das Ding in einem Fast-Vakuum hochbekommen? Auch wenn auf dem Mars nur 1/3g herrschen, so ist doch fast keine Luft da als Stützmasse?

Ich kenne ein Konzept, das für das DLR mal analysiert wurde. Sowohl Drehzahlen als auch Fluggeschwindigkeit durch die Luft müssen ziemlich hoch sein. Das macht v.a. die Landung schwierig, da es kein Hovern gibt (in dem mir bekannten Konzept). Man darf sich die Anmutung der Bewegung nicht so vorstellen wie bei Drohnen auf der Erde. Es wirkt in der Luft deutlich "hektischer", fast wie ein Insekt oder ein Spatz.

Zitat von: vv am 06. Mai 2018, 19:48:02

Eine Drone wäre es sinnvoll einzusetzen, wenn der Rover im Vergleich mit seinen Ahnen ziemlich schneller würde. Wenn aber er sich wie eine Schildkröte fortbewegt, dann hat es kein Sinn für Drone.

Ich denke auch für langsame Rover macht so etwas Sinn. Es geht ja in erster Linie um das Auskundschaften der weiteren Fahrstrecke und näheren Umgehung, um Hindernisse früh zu erkennen oder auch interessante Forschungsstellen. Da ist es eigentlich egal wie schnell das "Mutterschiff" ist. Nur die 30 Tage Missionszeit sind natürlich eine starke Einschränkung.

Von dem Orbiter können Amerikaner die Aufnahmen 30 cm/pixel bekommen. Für den Rover mit den Dimensionen wie Curiosity ist es recht genug, um die Hindernisse zu erkennen.

Ich habe ein Video gefunden:


https://www.youtube.com/watch?v=vpBsFzjyRO8&feature=youtu.be

Zitat von: Nitro am 06. Mai 2018, 20:00:51

Zitat von: vv am 06. Mai 2018, 19:48:02

Eine Drone wäre es sinnvoll einzusetzen, wenn der Rover im Vergleich mit seinen Ahnen ziemlich schneller würde. Wenn aber er sich wie eine Schildkröte fortbewegt, dann hat es kein Sinn für Drone.

Ich denke auch für langsame Rover macht so etwas Sinn. Es geht ja in erster Linie um das Auskundschaften der weiteren Fahrstrecke und näheren Umgehung, um Hindernisse früh zu erkennen oder auch interessante Forschungsstellen. Da ist es eigentlich egal wie schnell das "Mutterschiff" ist. Nur die 30 Tage Missionszeit sind natürlich eine starke Einschränkung.

Von dem Orbiter können Amerikaner die Aufnahmen 30 cm/pixel bekommen. Für den Rover mit den Dimensionen wie Curiosity ist es recht genug, um die Hindernisse zu erkennen.

man kann kein Höhenprofil der Hindernisse aus der Vogelperspektive bestimmen, also kann man auch keine kleinen Hindernisse erkennen, weshalb Rover zwei Modi haben: Entweder blind zum Ziel fahren: Dann muss das Team sicher stellen, dass garantiert nichts im Weg ist, bevor sie das Command senden. Macht man eher ungerne, da risikobehaftet aber schneller. Alternativ gibt man nur das Ziel vor, und der Rover plant seinen Weg. Nachteil hier, ist dass er nicht die ganze Umgebung sehen kann, weshalb der von ohm erstellte Plan nicht optimal sein wird (also langsamer) und es nicht garantiert werden kann, dass er überhaupt einen Weg findet.
Ein Scout würde also den On-board Planer extrem verbessern, da dann das ganze Gebiet bis zum Ziel bekannt ist und daher beide Probleme wegfallen.

Für alle mit Zugang zu IEEE Papern: Hier gibts ein schönes Paper über das Path Planning bei den MERs das eine gute Übersicht dazu liefert. Eines der größten Probleme ist übrigens die stark limitierte Rechenpower und Bandbreite https://ieeexplore.ieee.org/document/4161272/

Die Frage ist noch ob dieser Ding genug Energie speichern kann um die kalte Nächte zu überstehen. Solarfläche ist winzig. Für den Flug muss man vielleicht ganzenTag die Batterie aufladen. Was bleibt für die Nacht?

Die Frage ist noch ob dieser Ding genug Energie speichern kann um die kalte Nächte zu überstehen.

Ja, das kann er. Nachtlänge und Nachttemperatur sind bekannt und sind in die Berechnung der Solarzellengröße mit eingeflossen.