Rover Perseverance (Mars 2020) - Missionsphase auf dem Mars

Ja, kann mir gut vorstellen, dass beim fünften Flug ein so "actionreiches" Flugprofil gewählt wird, sodass Ingenuity danach sowieso nicht mehr (sinnvoll) zu gebrauchen ist. Also beispielsweise die Flug-Zone verlassen (mehr als 100m) und Richtung Delta fliegen. Oder das Ganze in der Vertikalen

Interessant wäre natürlich, bis zur Absturzstelle der Abstiegsstufe zu fliegen, aber dies wird nicht reichen.
Dabei stellt sich auch die Frage, wie viel Daten in Echtzeit übertragen werden können. Grundlegende Telemetrie wahrscheinlich schon, aber Bilder usw. werden sicherlich erst nach einer (erfolgreichen) Landung übertragen werden können.

Ich glaub, es wird Zeit für eine Umfrage.

Wie weit und wie schnell kann diese Libelle fliegen?

Wie weit und wie schnell kann diese Libelle fliegen?

Das ist eher ein Fluggerät, das eine Ähnlichkeit zu Kamow-Hubschraubern hat. Die haben ja auch gegenläufige Rotoren.

Max 5m Höhe und 300m Reichweite.

Quelle: https://mars.nasa.gov/technology/helicopter/#Tech-Specs

Maximale Geschwindigkeit nach wiki:
Horizontal 10 m/s
Vertikal 3 m/s

Dort allerdings max. Reichweite 50 m für Flug und 1.000 m für 'radio'

Ma. Flugzeit 90 sec

Man könnte die Zusammenarbeit mit Rover ausprobieren. Der Hubschrauber könnte die Umgebung in der Richtung der geplanten Route fotografieren. Dann kann der Rover zu Forschungszielen schneller fahren. Also würde die Zusammenarbeit sich produktiv zeigen könnte man diese so lange machen bis der Hubschrauber noch fliegen kann.

Da Mars-Rover grundsätzlich eher irdischen Schnecken gleichen, was die Fortbewegung betrifft, wenn überhaupt, dann könnte es vielleicht reichen, den Heli nur z.B. alle 2 Wochen hinterherfliegen zu lassen?
Ob der Aufwand bzw. die Kosten für den Heli-Unterhalt dann noch so relevant sind?

Erstflug Ingenuity Mars Hubschrauber Pressekonferenz:


JPL ist begeistert, alles hat so funktioniert wie geplant.
Mein Gefühl, Ingenuity versuchen sie so lange wie möglich am Leben zu halten.
Aber es auch ans Limit zu treiben.

Die Geschichte wird weitergehen

Da Mars-Rover grundsätzlich eher irdischen Schnecken gleichen, was die Fortbewegung betrifft, wenn überhaupt, dann könnte es vielleicht reichen, den Heli nur z.B. alle 2 Wochen hinterherfliegen zu lassen?
Ob der Aufwand bzw. die Kosten für den Heli-Unterhalt dann noch so relevant sind?

Die Geschwindigkeit des Rover beträgt 4,2 cm/s, also ca. 150 m pro Stunde. Weil man bei der autonomen Fahrt immer die Umgebung tasten muss, ist die durchschnittliche Geschwindigkeit viel weniger. Der Rover fährt mit Stoppen jede ca. 1-2 m, um jedes Mal neue Bilder der Gelände zu machen und dann die Fahrstrecke und Fahrbedingungen zu analysieren. Zum Beispiel beträgt die maximale Strecke pro Sol bei Curiosity ca. 100 m. Wenn man die Aufnahmen von oben auf der Fahrstrecke bekommen  würde, könnte man 4 mal 5 mal weiter pro Sol kommen, also ca. 500 m pro Sol. Für Hubschrauber wäre das auch optimale Strecke pro Sol, weil er nach jedem Flug Akku ganzen Tag aufladen muss.

Hallo,

Kennt jemand die Dichte der Marsluft? Ab welcher Höhe ist auf dem Mars Schluss für unseren kleinen?

Aufgrund der Sichtung von Wolken sollte da ja viel möglich sein und nicht nur in Bodennähe.

Grüße Thomas

Kennt jemand die Dichte der Marsluft?

Die liegt gerade mal um die 0,006 Bar. Da wird man nicht sehr hoch kommen. Die wenigen Meter Flughoehe sind jetzt schon eine Herausforderung.

Was aber weniger an der echten Flughöhe liegt (auch wenn jeder Meter Flughöhe Effizienzverluste mit sich bringt). Die 50 m Flughöhe machen noch keinen Unterschied in der Luftdichte.

Aber man möchte bei der geringen möglichen Flugzeit vor allem Strecke machen und nahe des Bodens bleiben. Mal einen Schnappschuss aus einer größeren höhe zu haben wäre zwar nett, aber nicht wichtig. Dafür steigt das Risiko eines Unfalls und die Auflösung der Kamera sinkt.
Viel Risiko ohne Gewinn. Deswegen wird man die Flughöhe stark begrenzen.

Die liegt gerade mal um die 0,006 Bar.

Wobei es auf der Nordhalbkugel etwas mehr sein sollte, die 0,006bar sind ja der planetare Durchschnitt.
Die Nordhalbkugel liegt aber 3-5km unter dem Nullniveau. Deshalb landen dort auch fast alle Sonden, weil es mehr Luft zum Bremsen gibt.

In der Pressekonferenz wurde angesprochen, dass der Laser-Altimeter eine maximale Höhe von 10 Meter schafft. Ich vermute sie fliegen später trotzdem höher, essentiell ist er ja nicht.

naja naja. Der Sensor könnte vllt. sogar mehr, das Problem ist aber die Errechnung der aktuellen Höhe und der damit verbundene Regelkreis: wenn der Sensor nur mehr sporadisch Höheninformationen liefert oder in den Messwerten stark schwankt muss gemittelt werden (mean, median, etc). Das hat aber einen Einfluss auf die Genauigkeit und Echtzeit der Höhenberechnung. Die verbaute IMU kann das zwar schon kompensieren aber nur bis zu einem gewissen Grad. Was dann passiert wenn der Regelkreis instabil wird, schwingt, oder was-weis-ich macht, dann gute Nacht für die Motor- oder Pitchansteuerung.

Selbes gilt auch für die laterale Bewegung: die kleine 640x480 Kamera die nach unten sieht. Der Processor, der Snapdragon in diesem Fall, errechnet Featurepunkte in jedem Bild, diese werden getrackt, d.h. man berechnet die laterale Bewegung, und damit auch die nötigen Steurbefehle, aus dem Versatz der Featurepunkte aus den einzelnen Bildern. Wenn das aus größerer Höhe geschieht ist das ungenauer (die Features=die Felsen Ecken und Kanten z.B.) und auch dadurch kann dann die laterale Geschw. nicht mehr so gut berechnet werden.

Das sind auch schon die einzigen Navigationsdaten die unser Dingelchen hat. Einmal die Position verloren: kein "bitte-liebes-GPS-bring-mich-nach-Hause" mehr.

Klar: der Rover kann mit filmen wo das Ding eigentlich ist, die IMU wird schon ein paar Kurven mitkönnen. BTW: hat der Mars eingutes Magnetfeld ? dann hätte man zumindest die Richtung wenn ein Magentfeld-sensor mit an Bord ist.

Ich bin echt gespannt wie weit sie das ausreizen können !

Sensordaten sind hier sehr genau. Man kann mit Beschleunigungssensoren sehr genau berechnen, wo man ist. Ich glaube nicht, dass ein Hubschrauber sich hier groß "verfliegen" kann, sofern die Sensoren nicht kaputt gehen.

Nein, sind sie nicht. Oder vielmehr, es ist nicht eindeutig. Beschleunigungssensoren sind in einem frei fliegenden Objekt nutzlos ohne Gyroskop. Statische und dynamische Beschleunigung überlagern sich. Eine leichte Schiefstellung bedeutet immer Drift. Ohne zB eine Bodenkamera, die permanent Mustererkennung zur Positionsbestimmung betreibt wird das nichts. Aber so eine hat Ingeniuity ja.

Wie ich schon gesagt habe, ist es in diesem Fall echt interessant, das jeder so ein Ding quasi kaufen kann und man einen guten Vergleich hat. Eine normale Drohne hat all das und GPS. Ohne GPS fängt sie sofort an zu driften. Und dabei wird sie ziemlich heiß, da der Prozessor so viel arbeiten muss und hat einen Recht großen Verbrauch und entsprechend großen Akku.

Zur Abwechslung vom Heli mal wieder was anderes: Persy hat "first time on Mars" aus Kohlenstoffdioxid Sauerstoff hergestellt.

https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-perseverance-mars-rover-extracts-first-oxygen-from-red-planet

Der zweite Flug soll heute gegen 11:30 Uhr unserer Zeit statt finden. Die ersten Daten werden um 15:21 Uhr unserer Zeit erwartet.

Bei diesem Flug geht man auf 5 statt bisher 3 Meter hoch, fliegt 2 Meter zur Seite, bleibt dort eine Weile und wird man versuchen sich mehrmals zu drehen und mit der Farbkamera aufnahmen der Umgebung zu machen. Danach geht es wieder zurueck zum Startplatz und zur Landung.

Heute ist Tag 18 im 30 Tage Testfenster, man muss sich also ran halten um die weiteren drei Fluege noch durchzufuehren.

Zur Abwechslung vom Heli mal wieder was anderes: Persy hat "first time on Mars" aus Kohlenstoffdioxid Sauerstoff hergestellt.

https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-perseverance-mars-rover-extracts-first-oxygen-from-red-planet

Finde ich toll das dies geklappt hat. Sicher wichtig für zukünftige bemannte Missionen.

Zur Abwechslung vom Heli mal wieder was anderes: Persy hat "first time on Mars" aus Kohlenstoffdioxid Sauerstoff hergestellt.

https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-perseverance-mars-rover-extracts-first-oxygen-from-red-planet

Das war ein erster Testlauf, bei dem 5g Sauerstoff aus der Marsatmosphäre gewonnen wurden. Dafür ist MOXIE (nach meiner Rechnung, bei 10g/h) eine halbe Stunde bei ca. 800°C gelaufen. Es sollen weitere Tests, z.B. mit unterschiedlichen Temperaturen und zu unterschiedlichen Tageszeiten folgen, um den Prozess besser zu verstehen und die optimalen Betriebsparameter zu finden.

Die 5g Sauerstoff sollen für einen Astronauten 10 Minuten reichen. Man braucht also pro Astronaut mindestens 3 MOXIEs. Ein MOXIE braucht ca. 300W, also bräuchte man pro Astronaut ca. 1kW Dauerleistung für die Sauerstoffproduktion (mit diesem Verfahren). Das finde ich als Größenordnung ganz interessant.

Es wird auch nochmal herausgestellt, wie wichtig die Sauerstoffproduktion ist. Hauptsächlich für die Treibstoffproduktion, aber auch zum Atmen. Als Beispiel wird angegeben, dass eine Rakete für 4 Personen vom Mars zur Erde ca. 7t "Raketentreibstoff" und 25t Sauerstoff braucht. Zum Atmen braucht ein Astronaut nur 1t Sauerstoff pro Jahr.
Pro Tonne Sauerstoff braucht man so ca. 33MWh Strom (ohne verflüssigen und kühlen!). D.h. für die 25t Sauerstoff für die Rakete braucht man mindestens 833MWh Strom, also sagen wir mal 1GWh. Die muss man erstmal irgendwo her bekommen auf dem Mars ...

Aber MOXIE ist erstmal der erste Schritt und der erste Schritt ist der wichtigste! Also Glückwunsch!

Hier findet sich auch schon ein aktuelles Diagramm und Skallierungsmöglichkeiten (Englisch): https://en.wikipedia.org/wiki/Mars_Oxygen_ISRU_Experiment#Extensibility

Sehr interessant das Ganze! Okay, nehmen wir mal einen Bedarf an elektrischer Energie von 1 GWh für die Sauerstoffproduktion, die wir in einem Marsjahr (ca. 668 Sols) durchführen wollen. Dann müssen wir etwa 1,5 MWh elektrische Energie pro Sol generieren mit Hilfe von Kern- oder Solarenergie. Nehmen wir Solarenergie und gehen von einer täglichen Sonnenscheindauer von 8 h aus, muss das Solarfeld 187,5 kW – also etwa 200 kW an elektrischer Leistung liefern. Die Sonne hat eine Strahlungsleistung (solar irradiance) von ca. 586 W/m^2 auf dem Mars, was bei einem Solarzellenwirkungsgrad von 30% (Tandem-Solarzellen) einer flächenbezogenen Leistung von ca. 176 W/m^2 entspricht. Folglich benötigt man also ein Solarfeld mit einer Fläche von 1136 m^2. Das entspricht einem Quadrat von etwa 34 m Kantenlänge und ist etwas weniger wie 3 Basketballfelder von je 420 m^2 Fläche (420... hihi…).

Sicher nicht unmöglich aber schon recht aufwendig. UND das ist ja „nur“ der Sauerstoff. Der Vorteil ist dabei aber, dass man den Strom nicht aufwendig speichern muss, sonder er direkt verbraucht wird.

@DeepSpace: Hast Du:

• die Effizienzsteigerung (eine große Anlage für den Dauerbetrieb ist effizienter als ein Experimenteller Aufbau), und
• die Energierückgewinnung im Echtbetrieb (Abwärme nutzt man um Stoffe vor zu heizen), und
• die Aufwärmzeit (Das Experiment braucht sicher lange um auf 800° auf zu heizen)

berücksichtigt?

Effizienzsteigerungen gibt es auf jeden Fall, aber auch noch weitere Stromverbraucher. Daher ist das alles nur eine grobe Überschlagsrechnung. Wenn man auf 1GWh kommt, dann ist es halt nicht 1MWh oder 1TWh... aber 10GWh oder 100MWh könnten es auch sein.