NASA Uji Coba Helikopter Mars di Dua Planet

JAKARTA - Untuk pertama kalinya dalam sejarah, dua planet menjadi tempat pengujian pesawat masa depan. Helikopter Mars generasi terbaru telah diuji coba di Jet Propulsion Laboratory NASA di California Selatan, melaju dengan kecepatan mendekati supersonik (0,95 Mach). Sementara di planet Mars, helikopter ini sukses mencapai rekor ketinggian dan kecepatan udara baru.

“Pengujian helikopter Mars generasi berikutnya telah mencapai yang terbaik dari kedua dunia,” kata Teddy Tzanetos, manajer proyek Ingenuity dan manajer untuk Mars Sample Recovery Helicopters dilansir dari laman resmi NASA, Kamis (23/11/2023).

Di Bumi, tersedia semua instrumen dan keterlibatan langsung saat menguji komponen helikopter. Sementara di Mars, ada kondisi nyata yang tidak dapat diciptakan sepenuhnya di Bumi. Termasuk atmosfer yang sangat tipis dan gravitasi yang jauh lebih kecil daripada di Bumi.

Baling-baling rotor helikopter baru ini berukuran 4 inci atau lebih dari 10 sentimeter. Ukuran ini lebih panjang dari helikopter Ingenuity, dengan kekuatan lebih besar dan desain yang berbeda. Ingenuity adalah pesawat pertama dalam sejarah bertenaga surya yang melakukan penerbangan di planet lain.

Tantangannya adalah, ketika ujung baling-baling mendekati kecepatan suara, turbulensi yang menyebabkan getaran dapat dengan cepat menjadi sulit dikendalikan.



Untuk menemukan ruang yang cukup besar untuk menciptakan atmosfer Mars di Bumi, para insinyur melakukan uji coba ke simulator ruang JPL dengan lebar 8 meter dan tinggi 26 meter. Selama tiga minggu pada bulan September, tim memonitor sensor, meter, dan kamera saat baling-baling menahan berulang kali pada kecepatan dan sudut pitch yang semakin tinggi.

"Kami memutar baling-baling hingga 3.500 rpm, yang 750 revolusi per menit lebih cepat daripada baling-baling Ingenuity," kata Tyler Del Sesto, Deputi Pemimpin Uji Helikopter Pemulihan Sampel di JPL. "Baling-baling yang lebih efisien ini sekarang bukanlah latihan hipotetis lagi. Mereka siap terbang."

Pada waktu yang hampir bersamaan, sekitar 161 juta kilometer jauhnya, Ingenuity diperintahkan untuk mencoba hal-hal yang tim Helikopter Mars tidak pernah membayangkan bisa mereka lakukan. Awalnya, Ingenuity direncanakan hanya terbang tidak lebih dari lima kali. Dengan penerbangan pertamanya masuk dalam buku catatan misi lebih dari dua setengah tahun yang lalu, helikopter ini melebihi misi 30 hari yang direncanakan sebanyak 32 kali dan terbang sebanyak 66 kali.

Setiap kali Ingenuity terbang, ia menempuh wilayah baru, menawarkan perspektif yang tidak dapat dicapai oleh misi planet sebelumnya. Tetapi akhir-akhir ini, Tim Ingenuity telah membawa rotorcraft tenaga surya untuk berputar lebih jauh.

"Selama sembilan bulan terakhir, kami telah menggandakan kecepatan dan ketinggian udara maksimum, meningkatkan laju percepatan vertikal dan horizontal, dan bahkan belajar mendarat lebih lambat," kata Travis Brown, kepala insinyur Ingenuity di JPL. "Ekspansi memberikan data berharga yang dapat digunakan oleh perancang misi untuk helikopter Mars masa depan."

Terbatas oleh energi yang tersedia dan pertimbangan suhu motor, penerbangan Ingenuity biasanya berlangsung sekitar dua hingga tiga menit. Meskipun helikopter dapat menempuh jarak lebih jauh dalam satu penerbangan dengan terbang lebih cepat, hal ini dapat membingungkan sistem navigasinya. Sistem ini menggunakan kamera yang mengenali batu-batu dan fitur permukaan lainnya saat bergerak melalui bidang pandangnya. Jika fitur-fitur tersebut melintas terlalu cepat, sistem tersebut bisa tersesat.

Jadi, untuk mencapai kecepatan tanah maksimum yang lebih tinggi, tim mengirim perintah ke Ingenuity untuk terbang pada ketinggian yang lebih tinggi, yang membuat fitur tetap terlihat lebih lama.



Penerbangan ke-61 menetapkan rekor ketinggian baru 24 meter saat memeriksa pola angin Mars. Dalam penerbangan ke-62, Ingenuity memecahkan rekor kecepatan 22,3 mph (10 meter per detik) - dan mencari lokasi untuk tim ilmuwan rover Perseverance.

Tim juga telah bereksperimen dengan kecepatan mendarat Ingenuity. Helikopter ini dirancang untuk kontak dengan permukaan pada kecepatan relatif cepat sekitar 2,2 mph (1 mps) agar sensor onboard dengan mudah dapat mengonfirmasi sentuhan tanah dan mematikan rotor sebelum bisa memantul kembali ke udara.
Sebuah helikopter yang mendarat lebih lambat bisa dirancang dengan roda pendaratan yang lebih ringan. Jadi, pada Penerbangan 57, 58, dan 59, tim mencobanya, menunjukkan bahwa Ingenuity bisa mendarat dengan kecepatan 25% lebih lambat daripada yang awalnya dirancang.

Semua pencapaian ini belum berakhir. Pada bulan Desember, setelah konjungsi matahari, Ingenuity diharapkan melakukan dua penerbangan berkecepatan tinggi di mana ia akan melakukan serangkaian sudut pitch dan roll khusus yang dirancang untuk mengukur kinerjanya.

"Data ini akan sangat berguna untuk menyempurnakan model aero-mekanis tentang bagaimana rotorcraft berperilaku di Mars," kata Brown.

"Di Bumi, pengujian semacam ini biasanya dilakukan pada beberapa penerbangan pertama. Tapi itu bukan tempat kami terbang. Kita harus sedikit lebih berhati-hati ketika beroperasi begitu jauh dari bengkel perbaikan terdekat, karena kita tidak mendapatkan kesempatan kedua."

Helikopter Ingenuity memulai debutnya di Mars sebagai demonstrasi teknologi. Pertama kali terbang pada 19 April 2021, mengambang setinggi 3 meter selama 30 detik. Empat penerbangan lagi dalam empat minggu menambahkan 499 detik dan melihat helikopter terbang secara horizontal di atas permukaan 357 meter. Setelah membuktikan penerbangan memungkinkan di Mars, Ingenuity memasuki fase demonstrasi operasional pada Mei 2021 untuk menunjukkan bagaimana penjelajahan udara dapat bermanfaat bagi eksplorasi masa depan planet Mars dan planet lain.