Ingenuity

Slik skal Håvard styre det første helikopteret på Mars

Dette er århundrets brødrene Wright-øyeblikk.

SJEFSPILOT: Trønderen Håvard Fjær Grip skal styre det aller første motoriserte luftfartøyet på en fremmed planet.

Dette er århundrets brødrene Wright-øyeblikk.

Med Ingenuity skal menneskeheten for første gang forsøke å fly en kontrollert farkost på en fremmed planet, et øyeblikk som Nasa selv sammenligner med Wright-brødrenes første flyvninger på jorda.

Til dette trenger de en trønder. Det er nemlig sjefspilot Håvard Fjær Grip som har ansvaret for at Ingenuity skal kunne fly på en fremmed planet.

Han er sivilingeniør med doktorgrad i kybernetikk ved NTNU, og har de siste sju årene jobbet ved Nasa Jet Propulsion Laboratory utenfor Los Angeles, USA.

Drømmejobben

– For meg er dette drømmejobben. Det er ikke noen tvil om det, sier Håvard Fjær Grip i et Skype-intervju med TU. 

Håvard Fjær Grip foran en fullskalamodell av Ingenuity. Foto: Privat

Grip og teamet hans har ansvaret for å utvikle algoritmer og programvare for å styre og navigere helikopteret. Men i rollen hans er også mer ordinære pilotoppgaver:

– Vi må planlegge ruten, sjekke været og terrenget før flyvning og sjekke energinivået som kreves. Så setter vi sammen sekvenser i programvaren for å gjennomføre flyvningene vi skal gjøre, forklarer Håvard Fjær Grip.

I videoen øverst i artikkelen forklarer Grip hvordan det er mulig å fly et helikopter på Mars, noe ingen har gjort før ham.

Nasa planlegger å sende å sende opp Ingenuity torsdag ettermiddag norsk tid, sammen med roveren Perseverance som skal lete etter spor av tidligere liv på planeten.

Vanskelige forhold

Det er en del opplagte utfordringer ved å fly fjernstyrt helikopter på Mars:

  • Det er iskaldt på Mars, opptil 140 minusgrader.
  • Det er mye tynnere atmosfære, så rotorbladene må være større og gå veldig mye raskere.
  • Helikopteret må samtidig være svært lett.
  • Det er umulig å fly med joystick på grunn av tidsforsinkelsen fra jorda, så det må fly autonomt.

En liten fordel kan være at tyngdekraften er mye lavere på Mars, omtrent en tredjedel av jordens. Dermed krever det litt mindre energi å løfte farkosten.

Les også

Robuste algoritmer

Med flere minutters signalforsinkelse må Ingenuity i stor grad klare seg selv under flyvningen, så snart flyveplanen er mottatt og propellene starter.

Ingenuity på Mars. Illustrasjon: NASA

– Vi kaller det gjerne ikke kunstig intelligens, det handler mer om at det er raske og robuste algoritmer som oppfører seg ganske deterministisk når det kommer til å prosessere data som hentes inn fra de ulike sensorene, sier Håvard Fjær Grip. 

Et kamera filmer kontinuerlig nedover, for å se hvordan helikopteret beveger seg i forhold til terrenget. Farkosten måler også høyde med en egen lasermåler, samt akselerasjon og vinkelrate. Dermed kan helikopteret hele tiden vite hvor det er til enhver tid, og sammenligne med hvor det burde være.

Separat prosjekt

Ingenuity blir et helt separat og eksperimentelt prosjekt på dette oppdraget. Det er ikke sikkert det kommer opp i atmosfæren, eller for den saks skyld overlever den første natta.

Men hvis det faktisk flyr, vil det gi svært verdifull erfaring for menneskehetens videre aktiviteter på planeten. Da vil helikopterdrift etter hvert kunne bli en naturlig del av framtidige oppdrag, ved å kunne komme fram overalt, gi oversikt og til og med frakte enkle gjenstander.

Det autonome helikopteret har to par rotorblader i karbonfiber på 1,2 meter som går motsatt retning av hverandre, i en hastighet på 2400 omdreininger i minuttet. Dette er omtrent åtte ganger raskere enn rotoren på et vanlig helikopter. Et solcellepanel skal gi nok strøm til å fly i 90 sekunder for hvert døgn på Mars, som for øvrig varer 37 minutter lengre enn på jorda. Det er planlagt opptil fem flyvninger på dette toktet, om alt går som det skal.

Les også

Utfordrende testing

– Testingen av systemene har vært det mest utfordrende med dette prosjektet. Du kan ikke gjenskape Mars her på jorda, i hvert fall ikke fullstendig. Så vi har testet mye i en romsimulator, et stort vakuumkammer her på JPL. Vi har hatt ganske mange kreative løsninger underveis, forteller Håvard Fjær Grip til TU.

Teamet har blant annet bygget en vegg med nesten 900 vifter, for å simulere vinden på Mars. De har også hengt opp farkosten i fiskesnøre for å kunne teste forskjellige oppsett. 

Dette er Nasas egen 3D-modell av Ingenuity, som du kan rotere og zoome i ved å peke og trykke på modellen:

Når Ingenuity skal fly på Mars er det først og fremst landingen det er knyttet størst spenning til. Grip beskriver det som nervepirrende.

– Wright-brødrene var de første som fløy motoriserte luftfartøy på jorda. Vi forsøker å gjøre det samme på Mars, kan du si. Riktignok av litt andre grunner – for å åpne dørene for framtidig romforskning, sier Håvard Fjær Grip.

Perseverance

Mars-roveren Perseverance er den største farkosten som hittil er sendt til Mars, på størrelse med en liten bil. Den har en rekke vitenskapelige oppgaver, og et av hovedmålene er å finne bevis på tidligere liv på planeten. Den har mulighet til å bore ut prøver fra grunnen, som den kan samle opp på en måte som gjør det mulig å sende prøvene tilbake til jorda på et senere tokt. 

Roveren har også mer avanserte autonome egenskaper enn tidligere farkoster, slik at den kan kjøre omkring uten å vente på instruksjoner fra jorda. 

Dette er 3D-modellen av roveren Perseverance. Pek og dra i modellen for å se den fra flere kanter:

TU planlegger å sende direkte fra oppskytingen, som altså er planlagt til torsdag klokka 13 norsk tid. Som alltid er det værforbehold på slike oppskytinger.

Les også

Kommentarer (1)

Kommentarer (1)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå