Rover Perseverance (Mars 2020) - Missionsphase auf dem Mars

Sensei:„Eine wesentliche Erkenntnis war doch, dass die knappe Verfügbarkeit von Elektrizität eine Hauptbeschränkung der Fahrtgeschwindigkeit ist, oder?„

Für die Fortbewegung auf einer geraden Ebene braucht zum Beispiel der Rover Curiosity nicht mehr 50 Wh Energie. Der Energieverbrauch bei Fortbewegung auf gleicher Fahrstrecke hängt von der Geschwindigkeit nicht. Für eine Fahrstrecke verbraucht man gleiche Menge Energie unabhängig davon ob man entweder langsamer oder schneller fährt.
Mehr Energie verbraucht der Rover für das Navigationssystem, für Kameras, für Bordkomputer. Jede ein paar Meter muss der Rover stoppen und die Umgebung mit Kameras scannen um die Gefahren, die er mit seinen Kameras nicht weit sieht, zu erkennen und vermeiden. Wenn der Rover die Bilder von einer Höhe ein paar Meter für die Strecke ein paar Hundert Meter haben könnte, würde er sicherer und schneller (mit weniger Stoppenpausen) fahren.
Ich erinnere mich an die Schwierigkeiten  bei der Arbeit des Transportroboters STR-1 in Chernobyl bei der Beseitigung der Folgen der Atomreaktorkatastrophe. Zuerst hatte der Roboter nur seine Kameras angewendet. Die Orientierung war sehr schwierig und die Arbeit zu langsam. Dann hat man eine Kamera über der Arbeitsfläche installiert, die die Arbeit sehr erleichtert hat.

Ich habe mir gerade das Video der letzten Pressekonferenz angeschaut. (die nach Flug 3)

- Es wurde gesagt das Percy etwa die dreifache Entfernung pro Tag zurücklegen kann wie Curiosity. Habe leider vergessen was der begrenzende Faktor war, falls es gesagt wurde.
- Während  Flug 4 sollte Percy mal mit dem Mikro lauschen. Gibt es da etwas neues?
- Auf Flug 4 sollte eine 3D Karte des Untergrunds gemacht werden. Gibt es da etwas neues?

Bezüglich der Geschwindigkeit:
Ihr solltet nicht Energie und Leistung verwechseln. Leistung ist ja Arbeit/Zeit.
Ja, man braucht (theoretisch) die selbe Energie um eine Masse von A nach B zu bewegen, egal wie schnell man ist (bei den geringen Gechwindigkeiten sollte es bei Luftwiederstand und Rollwiederstand keinen großen Unterschied machen ob man ein bischen schneller ist). Da dürfte es mehr einen Unterschied machen wie die Elektromotoren ausgelegt sind bei welchen Parametern sie am besten arbeiten. Außerdem dauert das festlegen des Weges wahrscheinlich länger als das Fahren selbst. Ich weiß nicht ob Percy und Curi die gleichen Motoren haben, aber wahrscheinlich hat Percy einen besseren Computer/Software um aus den Bildern einen Fahrweg zu berechnen.

Fragen, die ich gerne bei der nächsten Pressekonferenz hören würde.
Vielleicht wisst ihr das ja:
- Sendet Ingenuity Daten während es fliegt oder wird alles erst nach der Landung gesendet?
- Es wurde gesagt der begrenzende Faktor bei der Flugzeit ist die Erhitzung des Motors, er wird ca. 1 Grad pro Sekunde wärmer.
Hat jemand eine Schätzung wie schnell er sich danach wieder abkühlt?

Es gibt bereits konkrete Überlegungen, wie das Design von Ingenuity verbessert werden könnte (mehr Flugzeit, mehr Nutzlast etc ) für zukünftige Missionen :



https://rotorcraft.arc.nasa.gov/Publications/files/An_Advanced_Helicopter_Design_SW_ASCEND_final.pdf

@Madscientist
Aufgrund der bekannten Daten vom Heli kann er mit seiner max. Flugdauer von 120 sec und seiner max. Geschwindigkeit von 10 m/sec
maximal 1.200 m weit fliegen. Die max. Funkweite ist angeblich 1.000 m. Wohl aus Sicherheitsgründen fliegt er max. 600 m weit.

Der Rover hat eine max. Geschwindigkeit von 4,2 cm/sec bzw. 152 m/std, die er aber nur auf idealem grund erreicht.

Der nächste Flug soll übrigens frühestens am 7.05. stattfinden.

Heute 7. Mai 3:26 p.m. EDT soll der 5. Flug erfolgen.
5 m hoch, 129 m nach süden, entsprechend dem 4. Flug, Steigen auf 10 m höhe, um mehrere farb und schwarz/weiß Aufnahmen zu machen, dann nach 110 sec Flug erfolgt dort die Landung.

https://mars.nasa.gov/technology/helicopter/status/299/why-ingenuitys-fifth-flight-will-be-different

Die Flugdaten werden gut 4 Std. später eintreffen

Das hat das Mikrofon beim 4. Flug aufzeichnen können.
Das rumpeln ist der Marswind.
Die rhythmische Summen kommen von Ingenuity.

https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-perseverance-captures-video-audio-of-fourth-ingenuity-flight

Sehr cool, das Helikopter-Brummen hört sich richtig satt an!

Sie haben das Geräusch vom Helikopter extra verstärkt. Dazu wurden Frequenzen unter 80Hz und über 90Hz verringert, damit das Rotor-Geräusch, das aufgrund der 2537UpM bei 84Hz liegt (= 2537  / 60 * 2), besser herausgehört werden kann.

Allerdings konnte ich nichts darüber finden, um welchen Faktor die Signale verstärkt bzw. verringert wurden. Ich frag mich, ob es auch das Original der Aufzeichnung online zu hören gibt.

Jedenfalls ist das Team positiv überrascht, daß man den Helikopter überhaupt hören kann trotz dämpfender Marsatmosphere und 80m Abstand, die Auswertung der Schallaufzeichnungen lassen außerdem eine bessere Untersuchung des Experiments bzw. überhaupt der Marsatmosphere zu.

@ Madscientist: Der Heli hat nur eine Funkverbindung wenn er am Boden ist, und die Abkühlung der Motoren geht schnell, da sie außerhalb/oberhalb des Hauptkörpers angebaut sind.

...
Ich frag mich, ob es auch das Original der Aufzeichnung online zu hören gibt.
...

Ich konnte es mir leider noch nicht anhören.
Vielleicht hier:
https://twitter.com/NASAJPL/status/1390684766345650182

Ich finde es interessant, das es so ein tiefer Ton ist. Ich hätte aus Erfahrung mit den irdischen Drohnen einen viel höheren Ton erwartet. Noch dazu wo sich der Rotor so schnell dreht. Werden die hohen Frequenzen vielleicht wegen der dünnen Luft nicht so gut übertragen?

Heute 7. Mai 3:26 p.m. EDT soll der 5. Flug erfolgen.
5 m hoch, 129 m nach süden, entsprechend dem 4. Flug, Steigen auf 10 m höhe, um mehrere farb und schwarz/weiß Aufnahmen zu machen, dann nach 110 sec Flug erfolgt dort die Landung.

https://mars.nasa.gov/technology/helicopter/status/299/why-ingenuitys-fifth-flight-will-be-different

Die Flugdaten werden gut 4 Std. später eintreffen

Flug ist genau so erfolgt, der Heli ist sicher gelandet und steht jetzt da etwas einsam rum, bis Persy ihn erreicht.


https://www.youtube.com/watch?v=PFbzEM8PzHE

Hi

das aufgrund der 2537UpM bei 84Hz liegt (= 2537  / 60 * 2),

Was ist denn das für eine Formel (Bitte um Quellenangabe)? Alles was sich mit 2537 UPM dreht, gibt einen Ton mit 84Hz ab?
Egal wie groß die Rotoren, wie das Profil der Rotoren, welche Atmosphäre? Gibt der Motor, ohne Rotor, dann auch einen Ton mit 84Hz ab?

-volker-

Drehzahl von Umdrehung pro Minute in Umdrehungen pro Sekunde Umrechnen: 2537:60= 42,28
Dann berücksichtigen, das wir einen 2 Blatt Propeller haben, der gegenläufig ist. Also überschneiden unterer und oberer Propeller 2x pro Umdrehung, was immer mit einem Druckstoß (akustisch) verbunden ist. Also 42,28*2=84,56 Da alles pro Sekunde kommt 84,56Hz heraus. Ist doch keine Raktenwissenschaft...

Der Flug hat prima funktioniert. Hoffe, das das Glück weiter mit den Tüchtigen ist. Für einen Prototyp läuft das bisher super.

Dann klingt das Teil also, unabhängig von dem umgebenden Medium/Atmosphäre, überall gleich?

(Auch hat ein kleinerer Rotor eine bedeutend kleiner Umfangsgeschwindigkeit, als ein großer Rotor mit gleicher Umdrehung/Min.)

...kann ich mir nicht vortellen.

-volker-

Ein Ton ist eine Welle. Diese Welle wird in diesem Fall durch das Blatt erzeugt. Jedes mal, wenn das Blatt sich durch die Luft bewegt, wird die Luft kurz Komprimiert und die Komprimierung breitet sich Kugelförmig aus.
Der Durchmesser der Rotors ist somit unabhängig von der erzeugen Frequenz.
Lediglich wie oft ein Blatt vorbei kommt ist relevant.
Es zählt somit nur die Drehzahl pro Sekunde und die Blattanzahl für die Frequenz.

Allerdings gilt das nur für die Frequenz. Der "Klang" ist etwas ganz anderes. Für den Klang braucht es Oberwellen die Harmonisch mitschwingen. Aber dafür würde ich empfehlen z.B. ein Forum für Musikinstrumente aufzusuchen.

Alles klar - dankeschön für die Erklärung. Ich habe die Frequenz mit dem erzeugtem Klang gleichgesetzt.

-volker-

Wie sich diese durch das rotieremde Rotorblatt erzeugte Welle dann aber ausbreitet, ist sicher vom umgebenden Medium abhängig.....

Ich habe mir nochmal etwas durchgelesen zum Micky Mouse Effekt wenn man Helium inhaliert.

WENN ich das richtig verstanden habe bleibt die Grundfrequenz die selbe, aber es hört sich anders an weil aufgrund von Resonanzeffekten und der unterschiedlichen Schallgeschwindigkeit andere Frequenzen verstärkt werden.

Ich bin mir aber nicht sicher und ich weis auch nicht was dies für die Situation auf dem Mars bedeutet. Sicherlich unterscheidet sich die Schallgeschwindigkeit dort von der auf der Erde.

Es erscheint mir absolut sinnvoll das man bei 84Hz etwas misst wenn etwas mit dieser Frequenz rotiert.

@Madscientist: So ist es.

Der Rotor dreht mit einer fest Geschwindigkeit. Hier gibt es keine Resonanz, also ist die Dichte der Luft nicht relevant für die Frequenz.

Hallo Zusammen,

David Mimoun, Professor für Planetenwissenschaften am Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO) in Toulouse, Frankreich, und wissenschaftlicher Leiter für das SuperCam-Mars-Mikrofon erklärte, dass das Team durch die vorher durchgeführten Tests und  Simulationen nicht erwartet hatten, Geräusche des Hubschraubers mit dem Mikrofon aufnehmen zu können. Die Marsatmosphäre dämpft die Schallausbreitung sehr stark. Die geringe Entfernung von 80 Meter des Rovers zum Hubschrauber ermöglichte die Registrierung der Töne.
Während des Fluges, wenn sich die Rotorblätter des Hubschraubers mit 2.537 Umdrehungen pro Minute drehen, wurde das Geräusch durch die dünne Marsatmosphäre stark gedämpft. In den ersten Momenten des Fluges dämpften die Windböen auf dem Mars das Geräusch zusätzlich. Wenn man genau hinhört, kann man das Brummen des Hubschraubers jedoch schwach über dem Geräusch dieser Winde hören.
Die Wissenschaftler machten den Ton, der in Mono aufgenommen wurde, besser hörbar, indem sie das 84-Hertz-Hubschrauberblattgeräusch isolierten, die Frequenzen unter 80 Hertz und über 90 Hertz reduzierten und die Lautstärke des verbleibenden Signals erhöhten. Einige Frequenzen wurden beschnitten, um das Brummen des Hubschraubers hervorzuheben, das am lautesten ist, wenn der Hubschrauber durch das Sichtfeld der Kamera fliegt.


https://www.youtube.com/watch?v=y5niGi4k9vQ
Quelle:
https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-perseverance-captures-video-audio-of-fourth-ingenuity-flight

Ingenuity konnte den Rover Perseverance aus der Luft aufnehmen.


Quelle:
https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA24625

Beste Grüße Gertrud

Hier noch ein Video vom 5. Flug mit Aussenlandung:


https://www.youtube.com/watch?v=ZQ6F1Wt6_wU

Nächste Herausforderung, Ingenuity gerät in einen Staubteufel. 


https://twitter.com/ThePlanetaryGuy/status/1391765864479920134

Hier noch ein Video vom 5. Flug mit Aussenlandung:


https://www.youtube.com/watch?v=ZQ6F1Wt6_wU

In dem Video sieht man den Heli starten und an einer anderen Stelle landen.
Ich nehme an man hat den Start gefilmt, dann die Kamera ohne zu filmen sehr schnell geschwenkt und dabei den Heli überholt und dann filmt man die Landung.

Kann man nicht während des Schwenkens filmen?
Anscheinend wusste man ja sehr genau in welche Richtung man schauen muss und die Kamera kann sehr schnell schwenken.

Der Rover hat wie viele Kameras? 8?
Davon wie viele Video-Kameras?
Ich glaube nicht, daß davon eine einzige mit einem Zielverfolgungsradar ausgestattet ist.

Der Rover hat wie viele Kameras? 8?
Davon wie viele Video-Kameras?
Ich glaube nicht, daß davon eine einzige mit einem Zielverfolgungsradar ausgestattet ist.

Ich auch nicht, aber für diese Anwendung braucht man das ja auch nicht. Man WEISS ja, wo der Landepunkt ist. Dann braucht man keine Verfolgung, sondern schwenkt einfach gleichmäßig auf den bekannten Landepunkt und lässt solange die Kamera mitlaufen und die Frames aufzeichnen.

Was natürlich sein könnte: Genau das geht eben nicht? Das Schwenken besteht sicher nicht nur in der korrekten Ansteuerung des Motors (oder mehrerer Motoren?), sondern auch noch in der gleichzeitigen Überwachung von Sensoren, ob evtl. irgendwas klemmt. Und dieser Vorgang beansprucht den Prozessor schon so sehr, dass nicht gleichzeitig auch noch die einzelnen Frames von der Kamera gespeichert werden können?

Die einfachere Erklärung wäre aber: Natürlich geht es, aber sie haben es schlicht nicht für nötig gehalten.