Rover Perseverance (Mars 2020) - Missionsphase auf dem Mars

allgemeine Frage:
Gab es solche Navigationsprobleme schon einmal bei anderen Fahrzeugen?
Die Rover nehmen ja auch ständig Bilder auf und navigieren relativ selbsständig.
Das eine Kamera ein Bild mal nicht richtig speichert oder das die Zeitangabe zu dem Bild falsch ist klingt jetzt nicht so ungewöhnlich.
OK, wenn man langsam fährt kann weniger passieren als wenn man fliegt und im Fall einer Störung kann man jederzeit sofort anhalten.

Das Problem vor dem ersten Flug, als es nicht gelang, in die Flugkonfiguration hochzufahren, und der Watchdog zuschlug, war ja auch schon auf ein Synchronsationsproblem zwischen zwei Zeit-Quellen zurückgeführt worden. Auch hier hört es sich so an, als ob es Zeitstempelprobleme zwischen Kamera und Flugsteuerung gab. Es ist natürlich reine Spekulation meinerseits, aber wenn ich das debuggen müsste, würde ich erstmal klären, ob das nicht womöglich auf dieselbe Ursache zurückzuführen ist.

/errsu

aber wenn ich das debuggen müsste, würde ich erstmal klären, ob das nicht womöglich auf dieselbe Ursache zurückzuführen ist.

Ich vermute, Debuggen ist auf dem Mars bei der langen Signallaufzeit nicht möglich. Wenn der Fehler auf der Erde nicht eintritt hat man es nicht leicht so etwas zu finden.

Man kann zwar Statusloggs schreiben und Auswerten, auch Logs helfen bei einem Timing-Problem nicht zwingend, da diese Loggs ja den Zeitstempel der jeweiligen Uhr bekommen.

Auch wenn man den Fehler findet, das Beheben ist dann noch ein paar Levels weiter oben. Man kann auf dem Mars keine neue Uhr einbauen oder keine Kabel zur Synchronisierung anschließen.

Alles sicher richtig, aber sie hatten auch damals schon weitergehende Lösungsvorschläge dieses 1. Problems, falls die "mini-Lösung" nicht funktioniert hätte.
Nach den vorliegenden Infos ist es aber einfach so, daß ein Bild in der Aufnahmesequenz nicht richtig registriert wurde und so der 'Wegerechner' immer ein Bild zu spät dran war, was die Kontroll-Software durcheinander brachte und die Flug/Steuer-Software gerade noch so ausgleichen konnte, allerdings unter erheblichen Schwankungen und nahezu instabilen Fluglagen und mit erhöhtem Energieverbrauch.

Glück gehabt. Zusätzlich gibt es eine Menge Daten über die Regelstrecke bei starken Auslenkungen, die sie sonst nie bekommen hätten. Damit kann JPL die Computermodelle des Heli verbessern. Ob sie die Software noch aktualisieren, bleibt abzuwarten, wenn das überhaupt noch geht. Jedenfalls sind dort jetzt einige damit beschäftigt, die Ursache für den Timingfehler zu finden.

Die Ursache des ''Timingfehlers'' dürfte bekannt sein, wenn tatsächlich ein Bild gefehlt hat.

Dann wird es auch ein Fix vor dem nächsten Flug geben. Den Fehler kann man auf der Erde sicher nachstellen, weil man jetzt gezielt suchen kann. Ich schätze dazu werden wir Ende der nächsten Woche mehr erfahren.

Der Standort an Sol 91 von Perseverance und Ingenuity auf der guten Karte von Phil Stooke.
http://www.unmannedspaceflight.com/index.php?s=&showtopic=8600&view=findpost&p=252557

Beste Grüße Gertrud

Der Standort an Sol 91 von Perseverance und Ingenuity auf der guten Karte von Phil Stooke.
http://www.unmannedspaceflight.com/index.php?s=&showtopic=8600&view=findpost&p=252557

Beste Grüße Gertrud

"catch me if you can" 

https://mars.nasa.gov/mars2020/mission/where-is-the-rover/

Heute soll evtl. der 7. Flug stattfinden.
105 m nach süden und Landung in noch nicht vom heli erforschtem Gebiet.
Übermittlung der Flugdaten wird innerhalb der nächsten 3 Tage erwartet.

https://space.com/mars-helicopter-ingenuity-7th-flight-plan

Der 7. Flug war erfolgreich.

"Another successful flight 👏#MarsHelicopter completed its 7th flight and second within its operations demo phase. It flew for 62.8 seconds and traveled ~106 meters south to a new landing spot. Ingenuity also took this black-and-white navigation photo during flight."

pic.twitter.com/amluVq9wbb

"Ein weiterer erfolgreicher Flug 👏#MarsHelicopter absolvierte seinen 7. Flug und den zweiten in der Betriebsdemophase. Er flog 62,8 Sekunden lang und flog ~106 Meter nach Süden zu einem neuen Landeplatz. Ingenuity hat auch dieses Schwarz-Weiß-Navigationsfoto während des Fluges aufgenommen."

— NASA JPL (@NASAJPL) June 8, 2021
https://twitter.com/NASAJPL/status/1402408813156724737

https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=45676.msg2249666#msg2249666

"No sign of aging yet in the actuator system. With each flight we gain additional real world info on the performance of the rotor and its thermal characteristics, which allows us to incrementally increase allowable flight times."

"Noch keine Anzeichen von Alterung im Aktuatorsystem. Mit jedem Flug erhalten wir zusätzliche reale Informationen über die Leistung des Rotors und seine thermischen Eigenschaften, die es uns ermöglichen, die zulässigen Flugzeiten schrittweise zu erhöhen."

— NASA JPL (@NASAJPL) June 9, 2021
https://twitter.com/nasajpl/status/1402416997011394566

"No anomalies in flight 7, Ingenuity is healthy!"

"Keine Anomalien in Flug 7, Ingenuity ist gesund!"

— NASA JPL (@NASAJPL) June 9, 2021
https://twitter.com/nasajpl/status/1402417440185716736


Hier noch ein Interview mit dem "Piloten" Hårvard Grip im Spiegel - auf Englisch:
https://www.spiegel.de/international/world/an-interview-with-havard-grip-chief-pilot-of-ingenuity-nasa-s-mars-helicopter-a-a040a80b-9352-4c8a-b7dd-517f776bb3b4
(Die deutsche Version ist hinter einer Bezahlschranke https://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/ingenuity-havard-grip-chefpilot-des-nasa-mars-helikopters-im-interview-a-2f3e047e-bda4-4db8-ad48-0ebc8460c7c8)

Für die an technischen Details Interessierten hier ein Auszug aus dem oben erwähnten Interview. Es geht da um die Anomalie während des sechsten Fluges:

Grip: The navigation camera helps to understand the helicopter where it is. But one image of this camera got dropped. That shouldn't have been a problem per se. But all the images that came after had wrong timestamps too. We could easily tolerate missing an image. But when we get a stream of images that have wrong timestamps, the algorithm is constantly getting confused when it is trying to compare what it is seeing against what it should be seeing.

Schon bekannt war ja, dass es ein Problem mit einem Zeitstempel eines der Navigationsbilder des Helis gegeben hatte.

Neu in obiger Erklärung ist nun, dass nicht nur ein Bild verloren gegangen ist - das wäre weiter kein Problem gewesen - sondern dass ab dem verloren gegangenen Bild auch die Zeitstempel aller weiteren Bilder falsch waren. Das hat den Algorithmus verwirrt, der offenbar Ist- und Soll-Positionen errechnet und permanent quasi das "alte Soll" mit dem "jetzigen Ist" vergleicht, um daraus wiederum Kurskorrekturen abzuleiten.

Hallo @Terminus,

das ist alles nichts neues....
diese Angaben waren schon im ersten Bericht des Teams zu lesen.

Approximately 54 seconds into the flight, a glitch occurred in the pipeline of images being delivered by the navigation camera. This glitch caused a single image to be lost, but more importantly, it resulted in all later navigation images being delivered with inaccurate timestamps. From this point on, each time the navigation algorithm performed a correction based on a navigation image, it was operating on the basis of incorrect information about when the image was taken.

Ungefähr 54 Sekunden nach Beginn des Fluges trat eine Störung in der Pipeline der von der Navigationskamera gelieferten Bilder auf. Diese Störung führte dazu, dass ein einzelnes Bild verloren ging, aber, was noch wichtiger ist, dass alle späteren Navigationsbilder mit ungenauen Zeitstempeln geliefert wurden.Von diesem Zeitpunkt an arbeitete der Navigationsalgorithmus jedes Mal, wenn er eine Korrektur auf der Grundlage eines Navigationsbildes durchführte, auf der Basis falscher Informationen darüber, wann das Bild aufgenommen wurde..
Quelle: 27.05.2021, von Håvard Grip
https://mars.nasa.gov/technology/helicopter/status/305/surviving-an-in-flight-anomaly-what-happened-on-ingenuitys-sixth-flight/

Mit besten Grüßen Gertrud

Inzwischen (Sol 107) ist der Rover insgesamt etwa 520 m gefahren und befindet sich weniger als 50 m neben dem vorletzten Landeplatz des Helis (nach Flug 6). Der Heli ist jetzt allerdings nach Flug 7 wieder über 100 m voraus.

http://www.unmannedspaceflight.com/index.php?act=attach&type=post&id=48195

Aufgrund der Karte sieht es so aus, als wäre Perseverance an Sol 102 deutlich über 50 m gefahren.

(Ja, ist klar, dass lange Tagestouren kein primäres Ziel sind!)

In den ersten ca 90 Sols hat der Rover etwa die Fläche eines Hektars kreuz und quer befahren, was sicher prinzipiell so geplant war.

In den ersten etwa 66 Tagen war der Rover zum großen teil für den Helikopter unterwegs. Zum Start-/Landeplatz suchen, Bauchschild abwerfen, Heli-Absetzen und Flugbeobachten (52-64 Tag vom Van Zyl Overlook) mußte er zwangsläufig in einem eng begrenzten Gebiet manövrieren. Von da ab ging es dann fast ständig mehr oder weniger nach Süden.

Mal angenommen, man kann eine Bruchlandung vermeiden. An was wird dann der Hubschrauber eingehen?  Derating der Llithium Zellen. Einfrieren der Zellen, weil es fürs thermal Management nicht mehr reicht?
Bisher geht man davon aus, das spätestens mit der Kommunikationspause der Solar Conjunction Schluß ist. Die dauert IMHO über eine Woche. Gibt es eine Chance, das der Heli diese Phase überlebt? Oder sind die Zellen vorher garantiert defekt?

Ich glaube nicht, dass die Zellen schon vorher defekt sind. So schnell altern die nun auch wieder nicht.

Warum genau soll die Solar Conjunction den Heli killen? Wer "man" geht davon aus? Das ist ja keine Sonnenfinsternis auf dem Mars, die Sonne scheint weiterhin ganz normal. Oder ist dann auch Staubsturmsaison?

Schließe mich da grundsätzlich Terminus an.

Als höchste Ausfallwahrscheinlichkeiten, außer Unfall, sehe ich:
- mechanischen Problemen welche zur direkten Flugunfähigkeit führen
- Leistungsverlust durch Effizienzverlust (Batterie, PV, Lager, Rotorblätter..), so dass die Energie nicht mehr für nutzbare Flüge reicht
- Elektronikfehler, z.b. durch Strahlungsschäden
---

Uhh, hab ich was verpasst warum man jetzt nach Süden fahren will? Ich dachte es soll grundsätzlich nach NO um die Dünenregion herum gehen?

Als höchste ausfall Wahrscheinlichkeit sehe ich Strahlungsschäden da die CPU nicht Strahlungsgehärtet ist. Es handelt sich um eine normale wie sie auch in jeden Handels üblichen Model hier auf der Erde benutzt wird.

Mfg Collins

Mag ich fast nicht glauben, das sie eine CPU ohne ECC für den RAM Speicher einsetzen. Mit ECC ist eher nicht Haushaltsüblich aber für Industrie und Automotive Anwendungen mit Sicherheitsanforderungen vorhanden und durch Volumenproduktion nicht teurer. ECC fürs RAM hat den Vorteil, das man eine Zustandsinformation bekommt, wie zerschossen die Zellen schon sind. Fürs ROM/Flash ist ECC eh Standard.
Soweit ich weiß wird für einfache Space Anwendungen auch gerne mit kleiner lokaler Abschirmung über dem Dice gearbeitet.
Blei und Hubschrauber verträgt sich eh schlecht, also wird man das sehr sparsam einsetzen.

Uhh, hab ich was verpasst warum man jetzt nach Süden fahren will? Ich dachte es soll grundsätzlich nach NO um die Dünenregion herum gehen?

Zuerst geht es nach Süden, um verschiedene Geologische Formationen zu erkunden.

"Diese erste wissenschaftliche Kampagne erstreckt sich über Hunderte von Sols (oder Marstagen) und verfolgt alle wissenschaftlichen Ziele der Mission, während der Rover zwei einzigartige geologische Einheiten erkundet, in denen die tiefsten (und ältesten) Schichten des freigelegten Grundgesteins und andere faszinierende geologische Merkmale von Jezero gefunden werden können gefunden. Die erste Einheit mit dem Namen „Crater Floor Fractured Rough“ ist der kratergefüllte Boden von Jezero. Die angrenzende Einheit mit dem Namen "Séítah" (in der Sprache der Navajo "inmitten des Sandes") hat einen angemessenen Anteil an Marsgrundgestein, beherbergt aber auch Kämme, geschichtete Felsen und Sanddünen."
https://mars.nasa.gov/news/8963/nasas-perseverance-rover-begins-its-first-science-campaign-on-mars/

Erst danach geht es nach Norden weiter um die Sanddünen.
Siehe Karte (von obiger Webseite):

Credits: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona.

Der verwendete Prozessor ist ein Qualcomm Snapdragon 801 mit einem Unix Betriebssystem

https://9to5google.com/2021/04/19/nasa-ingenuity-qualcomm-snapdragon/

Ein "space grade" Prozessor System für einen Hubi geht im Moment aus Gewicht und Verlustleistungsgründen nicht.

https://arstechnica.com/science/2019/11/space-grade-cpus-how-do-you-send-more-computing-power-into-space/

Da könnte es sich bei dem Timingproblem in Flug 6 neben einem Softwareproblem auch schlicht um einen Teilchen-Einschlag gehandelt haben. Ein grosses Risiko dürfte ein Latch mit notwendigem Reboot im Flug sein. Für einen Demonstrator-Helikopter wie hier sicher akzeptabel, aber wenn die Mission davon abhängt, wird man in robustere Hardware investieren müssen.

Uhh, hab ich was verpasst warum man jetzt nach Süden fahren will? Ich dachte es soll grundsätzlich nach NO um die Dünenregion herum gehen?

Grundsätzlich geht es immer noch erst ein Stück nach Nordosten um den 300 m Krater rum und dann nach Westen.
Die zuständigen Wissenschaftler haben allerdings auf ersten Aufnahmen sehr interessante Gebiete im Süden gesehen, die nun zuerst angefahren werden sollen.
Also geht es nun erstmal dem Heli hinterher zu diesen Stellen. Das wird einige Monate dauern.
Nachdem der Rover so ein etwa 4 km2 erkundet und bis zu 8 der möglichen 43 Proben entnommen hat, soll er zum Landeplatz zurück fahren. Bis dahin hat er etwa 2,5 - 5 km zurück gelegt und ist nun bereit für die Fahrt nach Norden/Westen.
Quelle mars.nasa.gov.....   von R2-D2

Heute 10.06. Ist der Rover 109 Sol aktiv.

Der verwendete Prozessor ist ein Qualcomm Snapdragon 801 mit einem Unix Betriebssystem

https://9to5google.com/2021/04/19/nasa-ingenuity-qualcomm-snapdragon/

Ein "space grade" Prozessor System für einen Hubi geht im Moment aus Gewicht und Verlustleistungsgründen nicht.

https://arstechnica.com/science/2019/11/space-grade-cpus-how-do-you-send-more-computing-power-into-space/

Da könnte es sich bei dem Timingproblem in Flug 6 neben einem Softwareproblem auch schlicht um einen Teilchen-Einschlag gehandelt haben. Ein grosses Risiko dürfte ein Latch mit notwendigem Reboot im Flug sein. Für einen Demonstrator-Helikopter wie hier sicher akzeptabel, aber wenn die Mission davon abhängt, wird man in robustere Hardware investieren müssen.

Danke für die Links.

Vor dem lesen des Artikels hätte ich auch vielleicht gesagt: Jedes moderne Handy hat mehr Rechenleistung als diese Weltraum Computer. Warum nimmt man nicht einfach ein IPhone zur Steuerung? Was dann passieren kann hat man ja nun beim Heli und bei den Russen gesehen.
Wenn ich den Artikel richtig verstehe war der defekte Chip standart Militärtechnik. Vor meinem Geistigen Auge hatte ich da die Vorstellung:
Meeting der russischen Ingenieure: "OK, wir brauchen eine Steuerung für den Sattelliten. Option A: Wir besorgen spezial Chips für ein paar Millionen Dollar. Option B: Wir nehmen die Flugsteuerung aus der MIG die als Ersatzteillager im Hangar steht." Man wählt Option B.

Die SuperCam zeigt den Ingenuity.

Der Mars Helicopter Ingenuity wird hier durch die Remote Microscopic Imager (RMI) betrachtet, die Teil des SuperCam-Instruments an Bord des Perseverance-Rovers ist. Dieses Bild wurde an Sol 82, am 14. Mai 2021,aufgenommen.
Das RMI ist in der Lage, einen Softball (Durchmesser von ca. 11,5 cm) aus fast einer Meile ( 1,609 km) Entfernung zu erkennen, was den Wissenschaftlern erlaubt, Bilder von Details aus großer Entfernung zu machen. Es liefert auch feine Details von Zielen in der Nähe, die vom Laser der SuperCam gezappt wurden.

Kredit: NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/CNRS
https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA24665

Beste Grüße Gertrud

Und wieder ist der Rover einige Meter weiter nach süden gefahren(ca 100 in 2 Tagen), hat jetzt den heli fast eingeholt!

http://unmannedspaceflight.com/index.php?act=attach&type=post&id=48293

Dürfte etwa 30 m nordwestlich davon stehen und das war gestern!
2 hundertmeter-Flüge pro Monat werden da nicht reichen um vor dem Rover zu bleiben, ausser der bleibt mal länger stehen um seine Proben zu entnehmen.