NASA、火星の小型ヘリコプターとの通信を再開

 (phys.org)
1 ポイント 投稿者 GN⁺ 2024-01-22 | 1件のコメント | WhatsAppで共有

NASA、火星の小型ヘリコプターとの通信を再開

  • NASAは、火星にいる小型ヘリコプター Ingenuity との通信が途絶えた後、再び回復したと発表した。
  • Ingenuity は2021年に Perseverance ローバーとともに火星へ到着し、他の惑星で自律飛行を行った初の動力飛行機である。
  • ヘリコプターからのデータは Perseverance を通じて地球へ送信されるが、木曜日に行われた72回目の飛行試験中に突然通信が途絶えた。

通信中断の原因を調査中

  • NASAのジェット推進研究所（JPL）は、Perseverance が Ingenuity の信号を受信するための長時間のリスニングセッションを実施し、ヘリコプターとの通信を回復したと発表した。
  • JPL は新たなデータを確認し、通信中断の原因を理解しようとしている。
  • 以前の飛行で予定より早く着陸した後、システム点検のために垂直方向へ素早く上昇する飛行を試みたが、着陸前にヘリコプターとローバーの間の通信が早期に終了した。

Ingenuity の驚くべき成果と今後の飛行の可能性

  • Ingenuity は当初、30日間で5回の飛行を目標としていたが、それを大きく上回り、これまでに合計10マイル（17キロメートル）以上を飛行し、最大79フィート（24メートル）の高度に到達した。
  • 火星の極めて寒い夜を耐え抜き、日中は太陽電池パネルでバッテリーを充電して機体を暖かく保つという、驚異的な生存能力を示している。
  • Perseverance と連携し、古代の微生物生命の痕跡の可能性を探すための航空偵察の役割を果たしている。

GN⁺の意見:

  • Ingenuity ヘリコプターは、火星で自律飛行を行う初の動力飛行機として、その技術的成果が非常に重要である。
  • 通信中断のような問題があっても、通信を再開し継続して任務を遂行できる能力は、宇宙探査技術の進歩を示している。
  • このヘリコプターは火星での生命探査において重要な役割を担っており、その長期的な生存力と探査能力は、今後の火星探査に大きな影響を与えると見込まれる.

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1件のコメント

 
GN⁺ 2024-01-22
Hacker Newsのコメント

  • Jupiter Broadcastingで、この装置がLinuxベースで、JPLが火星に送る複数のLinuxデバイスの最初の例になるかもしれない、というインタビューをたくさんしていたのを覚えている
    記憶が正しければ、宇宙用に強化されたPower CPUと古いYoctoを使っていた。最新のYoctoには動作するドライバがなかったためだった
    ローバーに問題が起きたときは、実際にヘリコプターのユーザー空間コマンドラインGNUユーティリティでデバッグし、ローバーのログを取得して地球へ送ったという
    そして下のLinux関連ツイートのように、火星はWindowsよりLinuxのほうが多く使われている2番目の惑星になった :-)
    https://www.theverge.com/2021/2/19/22291324/linux-perseveran...

    • 宇宙用に強化されたPOWER CPUはPerseveranceに搭載されたもの
      Wikipediaによると、ローバーのコンピューターは堅牢化されたPowerPC G3マイクロプロセッサベースのBAE Systems RAD750耐放射線シングルボードコンピューターを使い、128MBの揮発性DRAMを備え、133MHzで動作する
      フライトソフトウェアはVxWorks上で動作し、Cで書かれており、別カード上の4GB NAND不揮発性メモリにアクセスできる
    • ローバーのログを回収するためにヘリコプターでGNUコマンドラインユーティリティを使ったというのは、小さくモジュール化されたツールを組み合わせてより複雑な作業をこなすというUnix哲学の見事な証拠のように見える
      ヘリコプターのユーティリティでローバーのログを取得して診断に使うことになると誰が想像しただろう、という感じだが、実際にそうなったというのは本当に素晴らしい話だ
    • Perseveranceの着陸を撮影したカメラもLinuxベースで、vimがインストールされていた
      少なくとも私が作業した後期モデルはそうだった
    • 記憶が正しければ宇宙用強化Power CPUを使っていたという話だが、私の記憶ではこの装置は実質的にSnapdragonチップを使っていて、耐放射線強化CPUではなかったはずなので混乱している

  • Ingenuityの貢献者として名前が載ったのは、私のソフトウェア開発キャリアでも指折りのハイライトだ
    実際にはPythonライブラリのバグを1つ直しただけだが、それでGitHubのIngenuityバッジをもらうには十分だった
    自己紹介で面白い事実を聞かれたら、「自分のコードの一部が火星で飛んでいる」と答えられる :)

    • 10年ほど前に墜落したMalaysia Airlines Flight 370の捜索にたぶん役立ったコードを書いた立場から見ても、それはずっとすごく、誇りに思っていいことだ
    • 貢献の規模が小さいからといって申し訳なく思う必要はないと思う
      オープンソースの核心的な原理は、そうした小さな貢献が積み重なって、世界で最も裕福な組織とも張り合える成果を生み出せるところにある
    • IngenuityはPythonを実行しているの？
    • twbs/bootstrapに貢献したけど、自分もそのバッジをもらったよ、lol

  • これって大半は既製部品を使っていたんじゃなかったっけ？
    だとすると、今後のミッション費用にどんな影響があるのか気になる
    コンシューマー向けハードウェアでもっと多くのことができるなら、予算を節約してより多くの科学機器に使える気がする

    • 概念実証（PoC）であり、ミッション中核ハードウェアは今後もこれまで通り、検証や強化といった手順を経ると思う
      それでもミッションに「あればうれしい」安価な実験を一緒に送るには良い兆しだ
    • Applied Ion Systemsも小型の電気宇宙推進で、こういう形で一石を投じている
      熱心な研究者やハードコアなホビー開発者たち、特にキューブサット方面の興奮とエネルギーを見るのも興味深いし、業界でよく出る無礼で荒っぽい反発も興味深い
    • COTS部品を持ってきて宇宙用に認証するほうが、新しい宇宙認証部品を設計するよりコスト削減の余地は大きい
      今後は特に、光通信のように高価でニッチ性が強い一方、重なる技術が多い分野で、もっと目にするようになると思う
    • その通り。趣旨は良いが、利害の衝突がこのアイデアをどれだけ蝕むのか気になる
      宇宙グレードの一品物ハードウェアを開発する会社がどれだけ絡んでいるかを考えればいい
      それに、高度に官僚的な組織が、なぜ自ら要求して受け取る予算規模を減らそうとするのかとも思う
      節減はそういう構造の利害と合わない
      私の知る限り、公共予算プロジェクトでは、節約した分だけ残ったお金を別の用途に回せる、という形でうまく回ることはあまりない
    • 航空宇宙で「既製品」という言葉は、航空宇宙メーカーから買えるので社内で直接作る必要がない、という意味だ
      同等のコンシューマー電子機器よりはるかに多くの工学的作業が投入されている

  • 実際にこのヘリコプター／ドローンの作業に参加していた人の一人と同じジムに通っている
    めちゃくちゃ格好いい人だ

  • 動作する状態でどれくらい長く持つと見込まれていたのか気になる
    NASAには寿命をばかばかしいほど過小評価する癖がある
    「ローバーは10週間動作すると見込まれていたが、それは6年前の話だった」みたいな具合だ
    最も極端な例はVoyager 1だと思う。5年のミッションだったのに、ほぼ50年に近づいている

    • 打ち上げ前には90秒の飛行を3回計画していた
      それが成功した後、より長い「運用デモ」飛行に移り、暫定的に12回まで延長された
      21回目の飛行の後には、特定の飛行回数に合わせて人員と予算を手動で割り当てる方式をやめ、無期限の継続運用のための常設予算を与えた
      だから厳密には90秒の飛行3回を計画していたのは正しいが、実際にうまく動けばはるかに多く使うという暗黙の前提はあったわけだ
    • 「ローバーは10週間動作しなければならず、9週目で失敗すれば組織の信頼が崩れる」という条件が、そうした保守的な見積もりを生む
      必ずしも悪いことではない
    • NASAは、明かりを灯し続け、次のミッション予算を得るための基本哲学である少なく約束して多く届けるを完全に体得しているようだ
      議会委員会の前で誰が説得を担当しているのか、10年単位調査の人たちをどう丸め込んで他の提案より上に上げるのか、こっそり見てみたい

  • 新しいミッションでは、ローバーの代わりにヘリコプターをもっと多く使うようになるのだろうか？
    それとも、より大きな飛行体は使うのがずっと難しい、あるいは危険なのだろうか？
    機材を積んだローバーを別の場所へ移動できるヘリコプターも可能なのか気になる

    • 次世代が何になり得るのか、また何であるべきかを扱った論文がある
      筆頭著者は、私の記憶では Mars Helicopter の責任者
      https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/9843501
      要約すると、将来設計は約30kgのヘリコプターと5kgのペイロードを目標にしている
      協力者たちによる別の設計は20kgにより近い
      既存の着陸機技術でこうしたものを数機運ぶことも可能に見えるし、そうなれば素晴らしいだろう
      scholar.google.comで探すキーワードは「Mars Science Helicopter」で、参考になる著者はT. TzanetosやS. Withrow-Maser
    • Ingenuityは単なる 技術実証機 だった
      技術を見事に実証したと見ているので、今後火星でヘリコプターをもっと見る可能性は高い
      NASAが将来の火星ヘリコプターの役割をどこまで見ているのかは、まだよく分からない
      Ingenuityの初期アイデアは、ローバー用の偵察車両として使うことだった
      もちろんローバーも自律走行が向上して大きく改善されたが、火星ローバーが1日に100m程度移動するレベルなら、偵察ヘリコプターは依然として有用だ
      将来的には、ヘリコプター自体がより多くの機材を搭載する姿も見られそうだ
      ただし当初は、より優れた撮影機材が中心になりそうで、どの惑星であれ飛行体には重量が依然として問題となる
      いつかは、自動車サイズのローバー1台と小型ヘリコプター1機の代わりに、広域探査のため複数のヘリコプターと小型の支援ローバーを送るミッションも可能かもしれない
    • 既存のヘリコプターは、記憶では非常に小さく軽く、1kg未満だった
      だからどれだけ大型化しても 900kgのローバー を持ち上げることはできないだろう
      火星の大気はあまりに希薄で、最小限の搭載量しか支えられない
      それでも、地表調査用にヘリコプターをもっと多く配置することは可能に見える
    • 現在の計画は、ヘリコプターを非常に軽く作り、機材は最小限にして、主にローバーの前方を偵察するのに使う方向だと思う
      ローバーははるかに重く、多くの機材を積むことになる
      もちろん Starship が機材輸送のkgあたりコストを二桁倍引き下げるなら、NASAの長期的な火星計画はすべて大きく揺らぐ可能性があり、その可能性もかなりありそうだ
    • ローバーを移動できるヘリコプターは、実質的にはローバーの機材と車輪をいくつか付けたヘリコプターより悪い設計だ
      接続して持ち上げるための余分な重量、部品、複雑さが生じるが、小型ローバーに飛行能力を持たせれば避けられる
      その組み合わせでさえ複雑すぎる可能性が高い
      良いカメラ、分光計、土壌サンプルの運搬能力を備えたヘリコプターなら素晴らしいだろう

  • 「今日のいいニュースです」という文を、頭の中で Professor Farnsworth の声で聞いてしまった

  • それで、衝突したのか、それとも凍りついたのか？