Vanwege de schaarse atmosfeer is de omgeving van Mars buitengewoon moeilijk om in te vliegen. Zuurstof is in verwaarloosbare hoeveelheden aanwezig in de atmosfeer, die voor 95% uit koolstofdioxide bestaat. Slechts 610 pascal, of 0,006% van de gemiddelde atmosferische druk op aarde, is aanwezig op de planeet. Vliegtuigrotoren en hefvleugels zijn daardoor veel minder efficiënt. Een kleine helikopter, Ingenuity, is erin geslaagd om deze uitdagingen te overwinnen en talloze wereldrecords neer te zetten.
NASA’s Ingenuity voltooide de eerste gecontroleerde vlucht op Mars in april 2021. Dit werd bereikt door op te stijgen tot 3 meter, 30 seconden te zweven en vervolgens te landen. Het duurde 39,1 seconden om alles te voltooien. De helikopter maakte meerdere records met zijn 25e vlucht een jaar later, op 8 april 2022. Hierin staat de meest recente, verste reis over de Jezero-krater op Mars, die een afstand van 704 meter aflegde. Bovendien vestigde het nieuwe records voor vliegduur (161,3 seconden) en grondsnelheid (5,5 meter per seconde). Op 3 december 2022 steeg het tijdens een enkele reis naar het hoogste punt. Gedurende deze periode steeg het tot een hoogte van 14 meter boven het oppervlak van Mars, het hoogste punt.
Ingenuity is ontworpen om twee rotoren van koolstofvezel te gebruiken die met ongeveer 2.400 tpm draaien om lift te bieden, in tegenstelling tot helikopters die zich op aarde bevinden. Een conventionele helikopter zou er vijf keer langer over doen. Op Mars creëert dit echter net genoeg stuwkracht om een vliegtuig ter grootte van een meelzak omhoog te brengen.
De massa van Ingenuity is 1,8 kg, maar in de zwaartekracht van Mars weegt hij slechts 680 g. Ingenuity is gebouwd om onafhankelijk te vliegen met behulp van een boordcomputer vanwege de communicatielatentie van 5 tot 20 minuten tussen de aarde en Mars. Alle vluchtplannen worden uitgevoerd door de boordcomputer. Voor elke vlucht stuurde het Jet Propulsion Laboratory van NASA een lijst met waypoints en oriëntatiepunten. Ze zijn bedoeld om de weg te schetsen die Ingenuity moet inslaan.
Ingenuity is uitgerust met verschillende tools. Een navigatiecamera, een laserafstandsmeter en een traagheidsmeeteenheid zijn daar enkele voorbeelden van. Deze worden ingevoerd in de boordcomputer, waardoor deze in realtime kan reageren op vliegomstandigheden zonder dat er voorgeprogrammeerde menselijke input nodig is.
De rotors van Ingenuity kunnen stoppen of de controle verliezen vanwege de ijle lucht van Mars. Om de stabiliteit van de helikopter te behouden, moet de computer continu kleine besturingsinputs maken. Software-updates en vindingrijke tijdelijke oplossingen waren nodig omdat Ingenuity oorspronkelijk was gebouwd om korte, eenvoudige vluchten over vlak terrein uit te voeren. Ze zijn bedoeld om hem te beschermen omdat hij tijdens zijn reis door moeilijker terrein kwam.
De haalbaarheid van gemotoriseerde vluchten op Mars was aanvankelijk een vraag die het Mars Helicopter-project achtervolgde. Ingenuity heeft echter elke test doorstaan, wat aantoont dat vliegen door de dunne atmosfeer van Mars absoluut mogelijk is. De ontwikkeling van toekomstige Mars-gebonden vliegtuigen zal profiteren van de lessen die Ingenuity heeft geleerd, ook al bevat het geen wetenschappelijke instrumenten en kan het niet veel onthullen over Mars zelf. Zijn nakomelingen zullen uiteindelijk in staat zijn om momenteel ontoegankelijke gebieden te verkennen en nog meer verbazingwekkende records te breken.
