Дрон Dragonfly от NASA в симуляции прошёл весь первый полёт над Титаном: от отделения от защитной капсулы до посадки в месте, которое он выбрал сам. Испытание провели на компьютерном стенде, а не на бортовом компьютере, который полетит к Сатурну. Поэтому оно не доказывает, что аппарат готов.
NASA объявило результат 23 октября 2026 года. Испытание прошло в Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса в Лорел, штат Мэриленд. Там полётное программное обеспечение и электроника, близкие к настоящим, работают в реальном времени и получают искусственные данные от датчиков. В симуляции аппарат с винтами отделяется от капсулы, летит над дюнами, сканирует местность в поисках безопасного места, делает круг и снижается.
По данным NASA, это самый полный тест «первого полёта» на сегодняшний день. Зак Патнэм, главный инженер по движению Dragonfly в лаборатории, говорит, что тест «задействовал каждый элемент сенсорного оборудования посадочного аппарата».
Что было в симуляции
Данные шли от трёх видов датчиков: двух новых навигационных камер, инерциальных измерительных блоков и лидара. Инерциальные блоки следят, как аппарат вращается и ускоряется. Лидар лазером измеряет высоту, наклон поверхности и опасные неровности. Для лидара команда сделала искусственный рельеф.
С камерами сложнее. Специальный имитатор с графическими процессорами в реальном времени рисует виды Титана. На один кадр уходит 20–70 миллисекунд — такой будет выдержка у настоящих камер. Это время съёмки одного снимка, а не частота кадров и не задержка системы управления. NASA таких цифр не публиковало.
Искать место для посадки аппарат начинает примерно на высоте 100 метров. От капсулы он отделяется примерно на высоте километра. Снижение и посадка занимают около двух с половиной часов.
Что ещё предстоит
Тест проходил не на реальной полётной электронике. Команда планирует повторить на ней первый полёт, проверить другие профили полёта и намеренно вносить неисправности, чтобы посмотреть, как аппарат справится сам. Данные пока искусственные, сроков для этих испытаний нет. В сообщении NASA ничего не говорится об испытаниях с вышедшими из строя или ухудшенными датчиками.
Раньше проверки шли шаг за шагом: вращение одного винта, короткий перелёт с места на место, затем частичный разведывательный полёт. Каждый раз добавляли датчики и функции.
Почему дрон летит сам
Сигнал от Земли до Титана идёт около 90 минут в одну сторону, поэтому управлять аппаратом вживую нельзя. Патнэм говорит: «Всё, что мы делаем на Титане, должно происходить автономно». Если что-то пойдёт не так, у аппарата три варианта: вернуться на уже осмотренное безопасное место, поискать новое или сразу сесть, если заряд батареи низкий или он перегревается.
Условия там и помогают, и мешают. Воздух у поверхности примерно в четыре раза плотнее земного, а сила тяжести примерно в семь раз меньше. Поэтому, по словам Зиби Тертл из команды, летать там примерно в 40 раз легче, чем на Земле. Чтобы держаться в воздухе, аппарату нужно всего около 2,5% мощности, которая понадобилась бы ему на Земле.
Зато там холодно — около минус 180 градусов. Внутри аппарата температура должна оставаться от минус 40 до 30 градусов. Тепло даёт ядерный генератор: его отработанное тепло разносят вентиляторы и каналы. Двигатели между полётами оставляют замерзать, потому что прогреть их перед взлётом требует меньше энергии, чем греть всё время.
Навигация оптическая. Аппарат использует карты, составленные по данным зонда «Кассини». При испытаниях в Аризоне система принимала собственную тень посадочного аппарата за неподвижный ориентир. По данным статьи в «Аэронавтике и астронавтике», рассеянный свет Титана должен помочь избежать этой проблемы. На высоте 400 метров лидар и камеры ищут безопасное место для посадки.
Для сравнения: примерно за 74 титанских дня, или почти за 3,2 земного года, Dragonfly может пролететь не меньше 180 километров. Марсоход «Кьюриосити» примерно за десять лет проехал около 28 километров. Один титанский день равен примерно 16 земным.
Старт запланирован не раньше июля 2028 года, прибытие на Титан — на конец 2034 года. Миссия должна продлиться около 3,3 года. До этого команда повторит первый полёт на реальной электронике и внесёт намеренные неисправности.