NASA, 화성에서 미니 헬리콥터와의 연락 재개

NASA, 화성에서 미니 헬리콥터와 연락 재개

• NASA는 화성에 있는 작은 헬리콥터 Ingenuity와 연락이 끊겼다가 다시 재개됨을 발표함.
• Ingenuity는 2021년 Perseverance 로버와 함께 화성에 도착하여 다른 행성에서 자율 비행을 한 최초의 동력 비행체임.
• 헬리콥터로부터의 데이터는 Perseverance를 통해 지구로 전송되나, 목요일에 있었던 72번째 비행 테스트 중 갑작스럽게 통신이 끊김.

통신 중단의 원인 조사 중

• NASA의 제트 추진 연구소(JPL)는 Perseverance가 Ingenuity의 신호를 듣기 위한 장시간 청취 세션을 수행하여 헬리콥터와의 연락을 회복했다고 발표함.
• JPL은 새로운 데이터를 검토하여 통신 중단의 원인을 이해하려고 노력 중임.
• 이전 비행에서 예정보다 일찍 착륙한 후 시스템을 점검하기 위해 수직으로 빠르게 상승하는 비행을 시도했으나, 착륙 전에 헬리콥터와 로버 간의 통신이 조기에 종료됨.

Ingenuity의 놀라운 성과와 미래 비행 가능성

• Ingenuity는 지금까지 30일 동안 5번의 비행을 목표로 했으나, 이를 훨씬 초과하여 총 10마일(17킬로미터) 이상을 비행하고 최대 79피트(24미터)의 고도에 도달함.
• 화성의 극도로 추운 밤을 견디며 낮 시간에 태양 전지판으로 배터리를 충전하여 따뜻하게 유지하는 놀라운 생존력을 보임.
• Perseverance와 협력하여 고대 미생물 생명의 가능성 있는 흔적을 찾는 데 도움을 주는 항공 정찰 역할을 수행함.

GN⁺의 의견:

• Ingenuity 헬리콥터는 화성에서 자율 비행을 하는 최초의 동력 비행체로서, 그 기술적 성과가 매우 중요함.
• 통신 중단과 같은 문제에도 불구하고 연락을 재개하고 계속해서 임무를 수행할 수 있는 능력은 우주 탐사 기술의 발전을 보여줌.
• 이 헬리콥터는 화성에서의 생명체 탐사에 있어 중요한 역할을 하고 있으며, 그 장기적인 생존력과 탐사 능력은 향후 화성 탐사에 큰 영향을 미칠 것으로 예상됨.

[GN⁺]

Hacker News 의견들

• Jupiter Broadcasting에서 이 장치가 Linux 기반이고, JPL이 화성에 보낼 여러 Linux 장치의 첫 사례가 될 수 있다는 인터뷰를 많이 했던 기억이 남
  기억이 맞다면 우주용으로 강화된 Power CPU와 오래된 Yocto를 썼는데, 최신 Yocto에는 동작하는 드라이버가 없었기 때문이었음
  로버에 문제가 생겼을 때는 실제로 헬리콥터의 사용자 공간 명령줄 GNU 유틸리티로 디버깅하고, 로버 로그를 가져와 지구로 보냈다고 함
  그리고 아래 Linux 관련 트윗처럼, 화성은 Windows보다 Linux를 더 많이 쓰는 두 번째 행성이 됨 :-)
  https://www.theverge.com/2021/2/19/22291324/linux-perseveran...

  • 우주용으로 강화된 POWER CPU는 Perseverance에 들어간 것임
    Wikipedia에 따르면 로버 컴퓨터는 견고화된 PowerPC G3 마이크로프로세서 기반의 BAE Systems RAD750 방사선 내성 단일 보드 컴퓨터를 쓰고, 128MB 휘발성 DRAM과 133MHz로 동작함
    비행 소프트웨어는 VxWorks에서 실행되고 C로 작성됐으며, 별도 카드의 4GB NAND 비휘발성 메모리에 접근 가능함
  • 로버 로그를 회수하려고 헬리콥터에서 GNU 명령줄 유틸리티를 썼다는 건, 작고 모듈화된 도구를 조합해 더 복잡한 작업을 해내는 Unix 철학의 멋진 증거처럼 보임
    누가 헬리콥터의 유틸리티로 로버 로그를 가져와 진단에 쓸 거라고 상상했겠나 싶지만, 실제로 그렇게 됐다는 게 정말 멋진 이야기임
  • Perseverance 착륙을 촬영한 카메라도 Linux 기반이고 vim이 설치돼 있었음
    적어도 내가 작업했던 이후 모델은 그랬음
  • 기억이 맞다면 우주용 강화 Power CPU를 썼다는 건데, 내 기억으로는 이 장치가 사실상 Snapdragon 칩을 썼고 방사선 강화 CPU가 아니었던 것으로 알고 있어 헷갈림

• Ingenuity 기여자로 이름이 올라간 건 내 소프트웨어 개발 경력에서 손꼽히는 하이라이트임
  사실 Python 라이브러리의 버그 하나를 고쳤을 뿐이지만, 그걸로 GitHub Ingenuity 배지를 받기엔 충분했음
  자기소개할 때 재미있는 사실을 묻는 질문이 나오면 “내 코드 일부가 화성에서 날고 있다”고 답할 수 있음 :)

  • 10년쯤 전 추락한 Malaysia Airlines Flight 370 수색에 아마 도움이 됐을 코드를 쓴 입장에서 봐도, 그건 훨씬 대단하고 자랑스러워할 만함
  • 기여 규모가 작다고 미안해할 필요는 없다고 봄
    오픈소스의 핵심 원리는 그런 작은 기여들이 모여, 세계에서 가장 부유한 조직들과도 겨룰 만한 결과를 만들어낼 수 있다는 데 있음
  • Ingenuity가 Python을 실행하나?
  • twbs/bootstrap에 기여했는데 나도 그 배지를 받았음, lol

• 이거 대부분 기성 부품을 쓴 거 아니었나?
  그렇다면 향후 임무 비용에 어떤 영향을 줄지 궁금함
  소비자용 하드웨어로 더 많은 일을 할 수 있다면, 예산을 절약해 더 많은 과학 장비에 쓸 수 있을 것 같음

  • 개념 증명(PoC)이었고, 임무 핵심 하드웨어는 지금처럼 검증·강화 같은 절차를 거칠 거라고 봄
    그래도 임무에 “있으면 좋은” 저렴한 실험을 같이 보내는 데는 좋은 신호임
  • Applied Ion Systems도 소형 전기 우주 추진에서 이런 식으로 돌을 던지고 있음
    열정적인 연구자와 하드코어 취미 개발자들, 특히 큐브샛 쪽의 흥분과 에너지를 보는 것도 흥미롭고, 업계에서 자주 나오는 무례하고 거친 반발도 흥미로움
  • COTS 부품을 가져와 우주용으로 인증하는 쪽은, 새 우주 인증 부품을 설계하는 것보다 비용 절감 여지가 큼
    앞으로 특히 광통신처럼 비싸고 틈새성이 강하지만 겹치는 기술이 많은 분야에서 더 많이 보게 될 것 같음
  • 맞음. 취지는 좋지만, 이해상충이 이 아이디어를 얼마나 갉아먹을지 궁금함
    우주 등급 일회성 하드웨어를 개발하는 회사가 얼마나 많이 얽혀 있을지 생각해보면 됨
    또 고도로 관료적인 조직이 왜 스스로 요청하고 받는 예산 규모를 줄이려 하겠나 싶음
    절감이 그런 구조의 이해관계와 맞지 않음
    내가 알기로 공공 예산 프로젝트에서는 절약한 만큼 남은 돈을 다른 데 배정할 수 있는 식으로 잘 굴러가지 않음
  • 항공우주에서 “기성품”이라는 말은 항공우주 제조사에서 살 수 있어서 내부에서 직접 만들 필요가 없다는 뜻임
    동급 소비자 전자제품보다 훨씬 많은 공학적 작업이 들어가 있음

• 실제로 이 헬리콥터/드론 작업에 참여했던 사람 중 한 명과 같은 헬스장에 다님
  엄청 멋진 사람임

• 작동 상태로 얼마나 오래 버틸 것으로 예상했는지 궁금함
  NASA는 수명을 우스울 정도로 과소평가하는 습관이 있음
  “로버가 10주 동안 작동할 것으로 예상했는데 그게 6년 전이었다” 같은 식임
  가장 극단적인 예는 Voyager 1이라고 생각하는데, 5년 임무였지만 거의 50년에 다다르고 있음

  • 발사 전에는 90초 비행 3회를 계획했음
    그게 성공한 뒤 더 긴 “운용 시연” 비행으로 넘어갔고, 잠정적으로 12회까지 연장됨
    21번째 비행 뒤에는 특정 비행 횟수에 맞춰 인력과 예산을 수동 배정하는 방식을 멈추고, 무기한 계속 운용을 위한 상시 예산을 줬음
    그래서 엄밀히 말하면 90초 비행 3회를 계획한 게 맞지만, 실제로 잘 작동하면 훨씬 더 많이 쓸 거라는 묵시적 전제는 있었던 셈임
  • “로버가 10주 동안 작동해야 하고, 9주에 실패하면 조직 신뢰가 무너진다”는 조건이 그런 보수적 추정을 만들게 됨
    꼭 나쁜 건 아님
  • NASA는 불을 계속 켜두고 다음 임무 예산을 받게 해주는 기본 철학인 적게 약속하고 더 많이 전달하기를 완전히 익힌 것 같음
    의회 위원회 앞에서 누가 설득을 맡는지, 10년 단위 조사 쪽 사람들을 어떻게 구워삶아 다른 제안보다 위로 올라가는지 몰래 보고 싶음

• 새 임무에서는 로버 대신 헬리콥터를 더 많이 쓰게 될까?
  아니면 더 큰 비행체는 쓰기 훨씬 어렵거나 위험할까?
  장비를 실은 로버를 다른 장소로 옮길 수 있는 헬리콥터도 가능할지 궁금함

  • 다음 세대가 무엇이 될 수 있고 되어야 하는지 다룬 논문이 있음
    주저자는 내 기억에 Mars Helicopter 책임자임
    https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/9843501
    요약하면 미래 설계는 약 30kg 헬리콥터와 5kg 탑재체를 목표로 함
    협력자들의 다른 설계는 20kg에 더 가까움
    기존 착륙선 기술로 이런 것 몇 대를 운반하는 것도 가능해 보이고, 그렇게 되면 멋질 것임
    scholar.google.com에서 찾을 키워드는 “Mars Science Helicopter”이고, 참고할 만한 저자는 T. Tzanetos나 S. Withrow-Maser임
  • Ingenuity는 그냥 기술 시연기였음
    기술을 훌륭히 증명했다고 보니, 앞으로 화성에서 헬리콥터를 더 보게 될 가능성이 큼
    NASA가 미래 화성 헬리콥터의 역할을 어디까지 보고 있는지는 아직 잘 모르겠음
    Ingenuity의 초기 아이디어는 로버용 정찰 차량으로 쓰는 것이었음
    물론 로버도 자율주행이 좋아지면서 많이 개선됐지만, 화성 로버가 하루 100m 정도 이동하는 수준이면 정찰 헬리콥터는 여전히 유용함
    나중에는 헬리콥터 자체가 더 많은 장비를 싣는 모습도 볼 수 있을 듯함
    다만 초반에는 더 나은 촬영 장비가 중심일 것 같고, 어느 행성이든 비행체에는 무게가 여전히 문제임
    언젠가는 자동차 크기 로버 하나와 작은 헬리콥터 하나 대신, 넓은 지역 탐사를 위해 여러 헬리콥터와 작은 지원 로버를 보내는 임무도 가능할지 모름
  • 기존 헬리콥터는 기억상 매우 작고 가벼워서 1kg 미만이었음
    그래서 아무리 키워도 900kg 로버를 들어 올리지는 못할 것임
    화성 대기가 너무 희박해서 최소한의 탑재량밖에 지탱하지 못함
    그래도 지표면 조사용으로 헬리콥터를 더 많이 두는 건 가능해 보임
  • 현재 계획은 헬리콥터를 매우 가볍게 만들고 장비는 최소화해서, 주로 로버 앞쪽을 정찰하는 데 쓰는 방향이라고 봄
    로버는 훨씬 무겁고 여러 장비를 실을 것임
    물론 Starship이 장비 운송의 kg당 비용을 두 자릿수 배로 낮춘다면, NASA의 장기 화성 계획은 전부 크게 흔들릴 수 있고, 그 가능성도 꽤 있어 보임
  • 로버를 옮길 수 있는 헬리콥터는 사실상 로버 장비와 바퀴 몇 개를 단 헬리콥터보다 나쁜 설계임
    연결하고 들어 올리기 위한 추가 무게, 부품, 복잡도가 생기는데, 작은 로버에 비행 능력을 주면 피할 수 있음
    그 조합조차 너무 복잡할 가능성이 큼
    좋은 카메라, 분광계, 토양 샘플 운반 능력을 갖춘 헬리콥터라면 훌륭할 것임

• “오늘 좋은 소식입니다”라는 문장을 머릿속에서 Professor Farnsworth 목소리로 들었음

• 그래서 충돌한 건가, 아니면 얼어붙은 건가?