إنجينويتي (مروحية)

بدأ تطوير المشروع الذي أصبح فيما بعد مشروع "إنجينيويتي" في عام 2012 عندما زار مدير مختبر الدفع النفاث، تشارلز إلاشي، قسم الأنظمة المستقلة في المختبر، والذي كان قد أنجز أعمالًا مفاهيمية ذات صلة. وبحلول يناير 2015، وافقت وكالة ناسا على تمويل تطوير نموذج بالحجم الطبيعي، والذي عُرف فيما بعد باسم مركبة "تقليل المخاطر". ^{[ 5 ]} وفي عام 2014، نشر مختبر الدفع النفاث التابع لناسا وشركة " أيروفايرونمنت" التصميم المفاهيمي لطائرة هليكوبتر استطلاعية لمرافقة مركبة جوالة. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]} وبحلول منتصف عام 2016،  طُلب مبلغ 15 مليون دولار لمواصلة تطوير طائرة الهليكوبتر. ^{[ 9 ]}

بحلول ديسمبر 2017، تم اختبار النماذج الهندسية للمركبة في بيئة محاكاة للغلاف الجوي المريخي . ^{[ 10 ] [ 11 ]} كانت النماذج تخضع للاختبار في القطب الشمالي ، لكن لم تتم الموافقة على إدراجها في المهمة أو تمويلها بعد. ^{[ 12 ]}

عندما تمت الموافقة على برنامج المريخ 2020 في يوليو 2014، ^{[ 13 ]} لم يتم تضمين عرض تجريبي لرحلة طائرة هليكوبتر ولم يتم تخصيص ميزانية له. ^{[ 14 ]}

خصصت الميزانية الفيدرالية الأمريكية ، التي أُعلن عنها في مارس 2018، مبلغ 23  مليون دولار للمروحية لمدة عام واحد، ^{[ 15 ] [ 16 ]} وفي 11 مايو 2018، أُعلن أنه يمكن تطوير المروحية واختبارها في الوقت المناسب لإدراجها في مهمة المريخ 2020. ^{[ 17 ]} خضعت المروحية لاختبارات مكثفة لديناميكيات الطيران والبيئة، ^{[ 10 ] [ 18 ]} وتم تركيبها أسفل مركبة بيرسيفيرانس الجوالة في أغسطس 2019. ^{[ 19 ]} أنفقت وكالة ناسا حوالي 80  مليون دولار لبناء مروحية إنجينيويتي ، وحوالي 5  ملايين دولار لتشغيلها. ^{[ 20 ]}

في عام ٢٠١٩، تم اختبار التصاميم الأولية لمركبة إنجينيويتي على الأرض في ظروف جوية وجاذبية تحاكي ظروف المريخ. ولإجراء اختبارات الطيران ، استُخدمت غرفة تفريغ كبيرة لمحاكاة الضغط المنخفض للغاية في غلاف المريخ الجوي - مُلئت بثاني أكسيد الكربون بنسبة ٠ ٫٦٠٪ تقريبًا (حوالي ١/١٦٠ ) من الضغط الجوي القياسي عند مستوى سطح البحر على الأرض - وهو ما يُعادل تقريبًا تحليق طائرة هليكوبتر على ارتفاع ٣٤٠٠٠ متر (١١٢٠٠٠ قدم) في غلاف الأرض الجوي . ولمحاكاة مجال الجاذبية المنخفض جدًا على المريخ (٣٨٪ من جاذبية الأرض)، تم تعويض ٦٢٪ من جاذبية الأرض بواسطة خط يسحب لأعلى أثناء اختبارات الطيران. ^{[ ٢١ ]} كما استُخدم "جدار رياح" يتكون من حوالي ٩٠٠ مروحة حاسوب لتوفير الرياح داخل الغرفة. ^{[ ٢٢ ] [ ٢٣ ] : ١:٠٨:٠٥–١:٠٨:٤٠}  

في أبريل 2020، أطلقت فانيزا روباني، وهي طالبة في الصف الحادي عشر بمدرسة مقاطعة توسكالوسا الثانوية في نورثبورت، ألاباما ، اسم "إنجينيويتي " على المركبة، وذلك بعد مشاركتها بمقال في مسابقة ناسا "تسمية المركبة الجوالة". ^{[ 24 ] [ 25 ]} عُرفت المركبة في مراحل التخطيط باسم "مروحية المريخ الكشفية"، ^{[ 26 ]} أو ببساطة "مروحية المريخ"، ^{[ 27 ]} ثم شاع استخدام لقب "جيني" لاحقًا، بالتوازي مع تسمية المركبة الأم " بيرسيفيرانس " باسم "بيرسي" . ^{[ 28 ]} أُطلق على نموذجها الهندسي بالحجم الكامل، والمُخصص للاختبار على الأرض، اسم " مروحية الأرض" ، وبشكل غير رسمي، " تيري" . ^{[ 29 ]}

صُممت مركبة "إنجينيويتي" لتكون نموذجًا تقنيًا تجريبيًا من قِبل مختبر الدفع النفاث (JPL) لتقييم إمكانية تحليقها بأمان. قبل بنائها وإطلاقها وهبوطها، أعرب العلماء والمديرون عن أملهم في أن توفر المروحيات خرائط وتوجيهًا أفضل، مما يمنح مراقبي المهمات المستقبلية معلوماتٍ أكثر دقةً تُساعد في تحديد مسارات السفر والتخطيط وتجنب المخاطر. ^{[ 17 ] [ 30 ] [ 31 ]} استنادًا إلى أداء المركبات الجوالة السابقة من خلال مركبة "كيوريوسيتي" ، كان يُفترض أن هذا الاستطلاع الجوي قد يُمكّن المركبات الجوالة المستقبلية من قطع مسافة تصل إلى ثلاثة أضعاف المسافة في اليوم الشمسي . ^{[ 32 ] [ 33 ]} مع ذلك، قللت خاصية الملاحة الآلية الجديدة في مركبة "بيرسيفيرانس" من هذه الميزة بشكلٍ كبير، مما سمح للمركبة بتغطية أكثر من 100 متر في اليوم الشمسي. ^{[ 34 ]}

كان فريق إنجينيويتي صغيرًا نسبيًا، إذ لم يتجاوز عدد موظفيه بدوام كامل من مختبر الدفع النفاث 65 موظفًا. وبلغ إجمالي عدد العاملين في البرنامج من مراكز أبحاث أيروفايرونمنت، وناسا أميس، ولانغلي 150 موظفًا. [ ^{5 ] ومن} بين الكوادر الرئيسية:

• ميمي أونغ – مديرة مشروع مروحية المريخ في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا، ^{[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 5 ]}
• بوب بالارام – كبير المهندسين (قبل نوفمبر 2021) ^{[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]}
• تيموثي كانهام – قائد برمجيات الطيران وقائد العمليات (قبل يونيو 2021) ^{[ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]}
• هافارد فيار جريب – قائد المؤتمر الوطني العام ورئيس الطيارين ^{[ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] [ 41 ] [ 48 ] [ 49 ]}
• مات كينون – قائد الفريق التقني في شركة AeroVironment ^{[ 8 ]}
• لؤي البسيوني – كبير مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. ^{[ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]}
• بن بيبنبرغ – قائد تصميم AeroVironment ^{[ 8 ]}
• كريس بانغ - مدير برنامج طائرات الهليكوبتر المريخية في شركة أيروفايرونمنت
• جوش رافيتش – رئيس قسم الهندسة الميكانيكية ^{[ 53 ] [ 54 ]}
• تيدي تزانيتوس – قائد العمليات ^{[ 55 ] [ 56 ] [ 49 ]}
• ناصر شحات – مهندس هوائيات وهندسة أنظمة الاتصالات ^{[ 57 ] [ 58 ] [ 59 ]}

في 15 يونيو 2021، فاز فريق إنجينيويتي بجائزة جون إل. "جاك" سويجرت جونيور لاستكشاف الفضاء لعام 2021 من مؤسسة الفضاء. ^{[ 60 ]} وفي 5 أبريل 2022، منحت الرابطة الوطنية للملاحة الجوية إنجينيويتي وفريقها في مختبر الدفع النفاث جائزة كولير لعام 2021. ^{[ 61 ] [ 62 ]}

تتألف مركبة "إنجينيويتي" من هيكل مستطيل الشكل بأبعاد 136 مم × 195 مم × 163 مم (5.4 بوصة × 7.7 بوصة × 6.4 بوصة) معلق أسفل زوج من الدوارات المحورية المتعاكسة الدوران، يبلغ قطر كل منها 1.21 متر (4 أقدام) . ^{[ 1 ] [ 11 ] [ 27 ]} ويستند هذا الهيكل على أربع أرجل هبوط، طول كل منها 384 مم (15.1 بوصة) . ^{[ 1 ]} كما تحمل المركبة لوحة شمسية مثبتة فوق الدوارات لإعادة شحن بطارياتها. ويبلغ ارتفاع المركبة بالكامل 0.49 متر ( قدم و7 بوصات) . ^{[ 1 ]}                 

لا تُعوض جاذبية المريخ المنخفضة (حوالي ثلث جاذبية الأرض) إلا جزئيًا رقة غلافه الجوي المكون من 95% من ثاني أكسيد الكربون ، ^{[ 69 ]} مما يجعل توليد قوة رفع كافية للطائرات أكثر صعوبة. تبلغ كثافة الغلاف الجوي للكوكب حوالي 1/100 من كثافة الغلاف الجوي للأرض عند مستوى سطح البحر، أو ما يُعادل كثافته عند ارتفاع 27,000 متر (87,000 قدم) ، وهو ارتفاع لم تصل إليه المروحيات الحالية. وتتناقص هذه الكثافة أكثر خلال فصل الشتاء على المريخ. وللحفاظ على مركبة "إنجينيويتي " محلقة، يجب أن تدور شفراتها المصممة خصيصًا ذات الحجم الكبير بين  تدور المروحية بسرعة 2400 و2900 دورة في الدقيقة  ، أي أسرع بعشر مرات تقريبًا من السرعة المطلوبة على الأرض. ^{[ 11 ] [ 70 ] [ 71 ]} يتم التحكم في كل دوار من الدوارات المحورية المتعاكسة للمروحية بواسطة لوحة توجيه منفصلة تؤثر على كل من زاوية الميل الجماعية والدورية . ^{[ 72 ]} كما صُممت مروحية "إنجينيويتي" وفقًا لمواصفات المركبات الفضائية لتحمل التسارع والاهتزازات أثناء الإطلاق والهبوط على سطح المريخ دون أي ضرر. ^{[ 71 ]}

تعتمد شركة إنجينيويتي على مجموعات مختلفة من أجهزة الاستشعار مجمعة في مجموعتين. جميع أجهزة الاستشعار عبارة عن وحدات تجارية جاهزة للاستخدام.

تُثبّت مجموعة المستشعرات العلوية ، مع عناصر عزل الاهتزازات المرتبطة بها، على الصاري بالقرب من مركز ثقل المركبة لتقليل تأثيرات معدلات الدوران والتسارع. وتتألف من وحدة قياس بالقصور الذاتي ( IMU ) من نوع Bosch BMI-160، وهي وحدة قياس دقيقة تُستخدم في الهواتف المحمولة، بالإضافة إلى مقياس ميل ( Murata SCA100T-D02)؛ ويُستخدم مقياس الميل لمعايرة وحدة قياس القصور الذاتي (IMU) على الأرض قبل الإقلاع. أما مجموعة المستشعرات السفلية فتتألف من مقياس ارتفاع ( Garmin LIDAR Lite v3)، وكاميرات، ووحدة قياس قصور ذاتي (IMU) ثانوية، جميعها مُثبّتة مباشرةً على وحدة الإلكترونيات الأساسية (وليس على الصاري). ^{[ 72 ]}

تستخدم طائرة "إنجينيويتي" لوحة شمسية بأبعاد 425 × 165 مم (16.7 × 6.5 بوصة) ، بمساحة إجمالية قدرها 70,125 مم² (108.7 بوصة ^مربعة ) ^، لإعادة شحن بطارياتها ، وهي عبارة عن ست خلايا ليثيوم أيون من سوني بسعة طاقة تتراوح بين 35 و40 واط/ساعة (130-140 كيلوجول) ^{[ 21 ]} ( السعة الاسمية 2 أمبير/ساعة ). ^{[ 10 ]} لا يتقيد زمن الطيران بطاقة البطارية المتاحة، بل بالحرارة - فخلال الطيران، ترتفع درجة حرارة محركات الدفع بمقدار درجة مئوية واحدة كل ثانية، كما أن الغلاف الجوي الرقيق للمريخ يُعيق تبديد الحرارة. ^{[ 73 ]} تستخدم الطائرة معالج كوالكوم سنابدراجون 801 يعمل بنظام تشغيل لينكس . ^{[ 42 ]} ومن بين وظائفه الأخرى، يتحكم المعالج في خوارزمية الملاحة البصرية عبر تقدير السرعة المُستمد من معالم التضاريس التي يتم تتبعها بواسطة كاميرا الملاحة. ^{[ 74 ]} يتم توصيل معالج كوالكوم بوحدتي تحكم دقيقتين مقاومتين للإشعاع (MCUs) للتحكم في الطيران لأداء وظائف التحكم اللازمة. ^{[ 10 ]}       

يتكون نظام الاتصالات من جهازي راديو متطابقين مزودين بهوائيات أحادية القطب لتبادل البيانات بين المروحية والمركبة الجوالة. ويستخدم رابط الراديو بروتوكولات اتصال Zigbee منخفضة الطاقة ، والتي يتم تنفيذها عبر تم تركيب شرائح SiFlex 02 بتردد 914 ميجاهرتز في كلتا المركبتين. صُمم نظام الاتصالات لنقل البيانات بسرعة250 كيلوبت/ثانية  على مسافات تصل إلى 1000 متر (3300 قدم) . ^{[ 57 ]} الهوائي متعدد الاتجاهات جزء من مجموعة الألواح الشمسية للمروحية ويزن 4 غرامات (0.14 أونصة) . ^{[ 75 ]}   

تم تجهيز المركبة الفضائية "إنجينيويتي" بكاميرتين تجاريتين جاهزتين للاستخدام: كاميرا عالية الدقة للعودة إلى الأرض (RTE) وكاميرا ملاحة منخفضة الدقة (NAV). تتكون كاميرا العودة إلى الأرض من مستشعر سوني IMX214، وهو مستشعر ألوان بدقة 4208 × 3120 بكسل مزود بمصفوفة مرشح ألوان باير مدمجة، ومثبت على وحدة بصريات O-film. أما كاميرا الملاحة فتتكون من مستشعر أومنيفيجن OV7251، وهو مستشعر أبيض وأسود بدقة 640 × 480 بكسل مزود بمصراع عالمي، ومثبت على وحدة بصريات ساني. ^{[ 10 ]}

على عكس طائرة بيرسيفيرانس ، لا تمتلك طائرة إنجينيويتي كاميرا ستيريو خاصة لالتقاط صور مزدوجة ثلاثية الأبعاد في وقت واحد. ومع ذلك، يمكن للمروحية التقاط مثل هذه الصور عن طريق التقاط صور ملونة مكررة لنفس التضاريس أثناء التحليق في مواقع متداخلة قليلاً، كما في الرحلة 11، أو عن طريق التقاط صورة متداخلة في رحلة العودة من رحلة ذهاب وعودة، كما في الرحلة 12. ^{[ 76 ]}

على الرغم من أن كاميرا RTE الملونة ليست ضرورية للرحلات (كما في الرحلتين 7 و8 ^{[ 55 ]} )، فإن كاميرا NAV تعمل باستمرار طوال كل رحلة، حيث تُستخدم الصور الملتقطة لتحديد موقع الطائرة وحركتها أثناء الطيران. ونظرًا لمحدودية معدل الإرسال بين الطائرة والمركبة الجوالة والأرض، لا يمكن حفظ سوى عدد محدود من الصور من كل رحلة. ويتم تحديد الصور المراد حفظها للإرسال وفقًا لخطة الرحلة قبل كل رحلة، بينما تُحذف الصور المتبقية من كاميرا NAV بعد استخدامها.

اعتبارًا من 16 ديسمبر 2021، تم نشر 2091 صورة بالأبيض والأسود من كاميرا الملاحة ^{[ 77 ]} و104 صور ملونة من كاميرا التضاريس (RTE) ^{[ 78 ] .}

تستخدم المروحية نظام تحكم ذاتي أثناء رحلاتها، والتي يتم تخطيطها وبرمجتها عن بُعد بواسطة مشغلين في مختبر الدفع النفاث (JPL). وتتواصل المروحية مع مركبة بيرسيفيرانس الجوالة مباشرةً قبل وبعد كل هبوط. ^{[ 23 ] : 1:20:38–1:22:20}

يمكن تحديث برمجيات التحكم في الطيران والملاحة في طائرة إنجينيويتي عن بُعد، وقد استُخدمت هذه التقنية لتصحيح أخطاء برمجية ^{[ 84 ] [ 55 ]} وإضافة إمكانيات جديدة بين الرحلات. قبل الرحلة رقم 34، تم تحديث البرمجيات لتجنب المخاطر أثناء الهبوط وتصحيح خطأ في الملاحة عند التحليق فوق تضاريس وعرة. أصبح هذا التحديث ضروريًا مع ابتعاد المروحية عن التضاريس المستوية نسبيًا لموقع الهبوط الأصلي، واتجاهها نحو تضاريس أكثر تنوعًا وخطورة. ^{[ 85 ]}

أسقطت مركبة بيرسيفيرانس درع الحماية من الحطام الذي يحمي مركبة إنجينيويتي في 21 مارس 2021، وانطلقت المروحية من أسفل المركبة الجوالة إلى سطح المريخ في 3 أبريل 2021. ^{[ 89 ]} في ذلك اليوم، تم اختبار كاميرتي المروحية، حيث التقطتا أولى صورهما بالأبيض والأسود والملونة لقاع فوهة جيزيرو في ظل المركبة الجوالة. ^{[ 90 ] [ 80 ]} بعد الإطلاق، ابتعدت المركبة الجوالة حوالي 100 متر (330 قدمًا) عن الطائرة المسيرة لتوفير منطقة طيران آمنة. ^{[ 91 ] [ 92 ]}  

تم فتح شفرات دوار المروحية " إنجينيويتي " في 8 أبريل 2021 (المهمة رقم 48)، وأجرت المروحية اختبار دوران الدوار بسرعة منخفضة عند 50 دورة في الدقيقة. ^{[ 93 ] [ 94 ] [ 95 ] [ 96 ] [ 97 ]}

أُجري اختبار دوران عالي السرعة في 9 أبريل، لكنه فشل بسبب انتهاء صلاحية مؤقت المراقبة ، وهو إجراء برمجي لحماية المروحية من التشغيل غير الصحيح في الظروف غير المتوقعة. ^{[ 98 ]} وفي 12 أبريل، أعلن مختبر الدفع النفاث (JPL) أنه حدد حلاً برمجياً لمعالجة المشكلة. ^{[ 84 ]} ولكن لتوفير الوقت، قرر المختبر استخدام إجراء بديل، قال المديرون إن احتمالية نجاحه تبلغ 85%، وسيكون "الأقل تأثيراً" على المروحية. ^{[ 35 ]}

في 16 أبريل 2021، اجتازت المروحية "إنجينيويتي" اختبار دوران الدوار بسرعة 2400 دورة في الدقيقة بنجاح تام وهي لا تزال على سطح القمر. ^{[ 99 ] [ 100 ]} بعد ثلاثة أيام، في 19 أبريل، أجرى مختبر الدفع النفاث (JPL) أول رحلة تجريبية للمروحية. وظهرت مشكلة مؤقت المراقبة مجددًا عند محاولة الرحلة الرابعة. أُعيد جدولة الرحلة الرابعة إلى 30 أبريل، حيث التقطت خلالها صورًا ملونة عديدة واستكشفت سطح القمر باستخدام كاميرا الملاحة بالأبيض والأسود. ^{[ 37 ]}

في 25 يونيو، أعلنت شركة JPL أنها قامت بتحميل تحديث برمجي في الأسبوع السابق لإصلاح مشكلة جهاز المراقبة بشكل دائم، وأن اختبار دوران الدوار والرحلة الثامنة أكدا نجاح التحديث. ^{[ 55 ]}

خُطط لكل رحلة ارتفاعات تتراوح بين 3 و5 أمتار (10-16 قدمًا) فوق سطح الأرض، إلا أن مركبة "إنجينيويتي" سرعان ما تجاوزت هذا الارتفاع المُخطط له. ^{[ 1 ]} كانت الرحلة الأولى عبارة عن تحليق ثابت على ارتفاع 3 أمتار (10 أقدام) ، استغرقت حوالي 40 ثانية، وتضمنت التقاط صورة للمركبة الجوالة. نجحت الرحلة الأولى، وأصبحت الرحلات اللاحقة أكثر طموحًا مع تناقص الوقت المُخصص لتشغيل المروحية. ذكر مختبر الدفع النفاث (JPL) أن المهمة قد تتوقف حتى قبل انتهاء فترة الثلاثين يومًا، في حال تحطم المروحية، ^{[ 23 ] : 0:49:50–0:51:40،} وهو ما لم يحدث. في غضون 90 ثانية كحد أقصى لكل رحلة، كان بإمكان "إنجينيويتي" قطع مسافة تصل إلى 50 مترًا (160 قدمًا) في اتجاه الهدف ثم العودة إلى منطقة البداية، إلا أن هذا الهدف تم تجاوزه أيضًا في الرحلة الرابعة. ^{[ 1 ] [ 37 ]}      

كان تسلسل النشر كما يلي:

تسلسل نشر السعر

الخطوة الأولى، يقوم بيرسيفيرانس بإسقاط المقلاة التي كانت تحمي جهاز ريمفاكس أثناء الهبوط وينطلق بعيدًا عنها

في الخطوة الثانية، يتم إسقاط الدرع الواقي من الحطام، مما يكشف عن مركبة "إنجينويتي" المخزنة على جانبها. ثم تنطلق مركبة "بيرسيفيرانس" بعيدًا عنها.

الخطوة الثالثة، يتأرجح إنجينيويتي للأسفل، مع تمديد اثنين من أرجله الأربعة

في الخطوة الرابعة، يتم مدّ الأرجل الأربعة جميعها قبل أن يتم نشر مركبة "إنجينيويتي" على السطح، ثم تنطلق مركبة "بيرسيفيرانس" بعيدًا.

بعد نجاح الرحلات الثلاث الأولى، تم تغيير الهدف من عرض التكنولوجيا إلى عرض العمليات. حلّقت المركبة "إنجينيويتي" خلال مرحلة انتقالية من رحلتين، الرابعة والخامسة، قبل بدء مرحلة عرض العمليات. ^{[ 101 ]} وبحلول نوفمبر 2023، أصبحت أولويات المهمة الرئيسية كما يلي: ^{[ 102 ]}

• تجنب حدوث أي تداخل كبير مع عمليات المركبة الجوالة أو تأخيرها
• الحفاظ على صحة وسلامة المركبة
• القيام بعمليات استطلاع لأغراض التخطيط التكتيكي والتقييم العلمي
• إجراء تجارب لإثراء تصميم المهمات والمركبات للمركبات الدوارة المستقبلية على سطح المريخ، أو جمع البيانات لأغراض علمية اختيارية.

قبيل الرحلة التجريبية الأخيرة في 30 أبريل 2021، وافقت وكالة ناسا على استمرار تشغيل مركبة إنجينيويتي في "مرحلة تجريبية تشغيلية" لاستكشاف استخدام طائرة هليكوبتر كأداة استطلاع تكميلية للأصول الأرضية مثل مركبة بيرسيفيرانس . ^{[ 101 ]} وتم تجديد تمويل إنجينيويتي شهريًا. ^{[ 103 ]}

مع الرحلة السادسة، تحوّل هدف المهمة نحو رسم الخرائط واستكشاف التضاريس. ^{[ 104 ]} وبينما ستبذل مركبة "إنجينيويتي" المزيد من الجهد لمساعدة "برسيفيرانس "، ستولي المركبة اهتمامًا أقل للمروحية وستتوقف عن التقاط الصور لها أثناء الطيران. وذكر مديرو مختبر الدفع النفاث أن عملية التصوير استغرقت وقتًا "هائلاً"، مما أدى إلى إبطاء المهمة الرئيسية للمشروع المتمثلة في البحث عن دلائل على وجود حياة قديمة. ^{[ 105 ]}

في 7 مايو، حلقت طائرة إنجينيويتي إلى موقع هبوط جديد. ^{[ 106 ]}

بعد 12 رحلة بحلول سبتمبر 2021، تم تمديد المهمة إلى أجل غير مسمى. ^{[ 107 ]} وبعد 21 رحلة بحلول مارس 2022، أعلنت ناسا أنها ستواصل تحليق المروحية "إنجينيويتي" كل أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع. ^{[ 107 ]} كانت منطقة الهدف التالي للمروحية أكثر وعورة من التضاريس المسطحة نسبيًا التي حلقت فوقها في عامها الأول من التشغيل. يتميز دلتا النهر القديم ذو الشكل المروحي بجروف حادة وأسطح مائلة وصخور بارزة. ساعدت "إنجينيويتي" فريق المهمة في تحديد المسار الذي يجب أن تسلكه مركبة "برسيفيرانس" للوصول إلى قمة الدلتا، كما ساعدتها في تحليل الأهداف العلمية المحتملة. أدت تحديثات البرامج إلى إلغاء حد الارتفاع البالغ 15 مترًا (50 قدمًا) للمروحية ، وسمحت لها بتغيير سرعتها أثناء الطيران، وحسّنت فهمها لتضاريس الأرض أسفلها. ^{[ 108 ]} 

استمرت رحلة المروحية حتى تزامنت مع تغير موسمي على سطح المريخ. أدى ذلك إلى انخفاض كثافة الغلاف الجوي، مما استلزم سرعة دوران أعلى للمروحية للطيران: ربما 2700  دورة في الدقيقة، وفقًا لحسابات فريق الطيران. وأشار مختبر الدفع النفاث (JPL) إلى أن هذا قد يتسبب في اهتزازات خطيرة، واستهلاك كبير للطاقة، ومقاومة هوائية عالية إذا اقتربت أطراف الشفرات من سرعة الصوت. ^{[ 86 ]} لذا، أمر فريق الطيران المروحية "إنجينيويتي" باختبار الدوار بسرعة 2800  دورة في الدقيقة مع بقائها على سطح المريخ.

في منتصف سبتمبر، بدأ فريق الرحلة الاستعداد لفصل الشتاء المريخي والاقتران الشمسي ، حيث يمر المريخ خلف الشمس (كما يُرى من الأرض)، مما يحجب الاتصالات مع الأرض ويجبر المركبة الجوالة والمروحية على إيقاف العمليات. عندما بدأ التوقف في منتصف أكتوبر 2021 ^{[ 101 ] [ 109 ]،} بقيت المروحية ثابتة على بُعد 175 مترًا (575 قدمًا) من المركبة الجوالة "برسيفيرانس" وأرسلت تقاريرها أسبوعيًا إلى المركبة لإجراء فحوصات السلامة. ^{[ 110 ]} كان مختبر الدفع النفاث (JPL) يعتزم مواصلة تشغيل المركبة "إنجينيويتي" نظرًا لنجاتها من الاقتران الشمسي. ^{[ 111 ] [ 112 ]} مدد قادة ناسا المهمة، على الرغم من أن ذلك سيزيد من نفقات المشروع. ^{[ 113 ]}

تأثر وقت إطلاق كل رحلة بدرجة حرارة البطاريات، التي كانت تحتاج إلى التسخين بعد الليل. خلال فصل الصيف على المريخ، فرض انخفاض كثافة الهواء حملاً أكبر على المحركات، لذا تم تغيير مواعيد الرحلات من وقت الظهيرة ( 12:30 بتوقيت المريخ ) إلى الصباح (9:30 بتوقيت المريخ) وحُددت مدتها بـ 130  ثانية لتجنب ارتفاع درجة حرارة المحركات. ^{[ 114 ]}

في الثالث والرابع من مايو/أيار 2022، انقطع اتصال المروحية بالمركبة الجوالة بشكل مفاجئ، وذلك بعد الرحلة الثامنة والعشرين في 29 أبريل/نيسان. ^{[ 115 ]} خلص مختبر الدفع النفاث (JPL) إلى أن بطاريات " إنجينيويتي " القابلة لإعادة الشحن عانت من انخفاض في الطاقة أو عدم كفاية شحنها أثناء الليل، على الأرجح بسبب زيادة موسمية في الغبار الجوي مما قلل من أشعة الشمس على لوحتها الشمسية، بالإضافة إلى انخفاض درجات الحرارة مع اقتراب فصل الشتاء. عندما انخفض مستوى شحن البطارية إلى ما دون الحد الأدنى، توقف مصفوفة البوابات المنطقية القابلة للبرمجة (FPGA) في المروحية عن العمل، مما أدى إلى إعادة ضبط ساعة المهمة، والتي فقدت التزامن مع المحطة الأساسية على المركبة الجوالة. تم استعادة الاتصال في 5 مايو/أيار. قرر المراقبون إيقاف تشغيل سخانات المروحية ليلاً لتوفير الطاقة، متقبلين مخاطر تعريض المكونات لبرودة الليل الشديدة. ^{[ 116 ]} ذُكر أن هذا العجز اليومي في حالة الشحن من المرجح أن يستمر طوال فترة الشتاء المريخي (على الأقل حتى سبتمبر/أكتوبر). ^{[ 115 ]}

في 6 يونيو 2022، أفاد مختبر الدفع النفاث (JPL) بتوقف مستشعر ميل المروحية " إنجينيويتي " عن العمل. وكان الغرض منه تحديد اتجاه المروحية عند بدء كل رحلة. وقد طور مراقبو المهمة حلاً بديلاً باستخدام وحدة القياس بالقصور الذاتي (IMU) الخاصة بالمروحية لتوفير بيانات مكافئة لحاسوب الملاحة الموجود على متنها. ^{[ 117 ]}

في يناير 2023، بدأت المروحية تمتلك طاقة شمسية كافية لتجنب انقطاعات التيار الكهربائي الليلية وإعادة ضبط وحدة التحكم الإلكترونية (FPGA) بسبب بداية فصل الربيع المريخي. ^{[ 68 ]} هذا يعني أن المروحية أصبحت قادرة على الطيران بشكل متكرر ولمسافات أطول.

في مارس 2023، قامت المروحية برحلات جوية متكررة للتغلب على محدودية نطاق الاتصال اللاسلكي في التضاريس الوعرة لدلتا نهر جيزيرو. في الوديان الضيقة لدلتا النهر، كان على المروحية البقاء أمام المركبة الجوالة، بدلاً من دخول منطقة محظورة وتجاوزها، وهو ما اعتبره مختبر الدفع النفاث (JPL) خطراً محتملاً. ^{[ 67 ]}

ثلاث مرات، فقد مراقبو المهمة الاتصال بالمركبة "إنجينيويتي" بعد إحدى رحلاتها، عندما لم تكن المروحية ضمن مجال رؤية المركبة " برسيفيرانس" ، مما حال دون التواصل اللاسلكي مع المركبة الجوالة التي تنقل بيانات الرحلة بين المروحية والأرض. بعد الرحلة التاسعة والأربعين في 2 أبريل 2023، فقد مختبر الدفع النفاث (JPL) الاتصال بـ "إنجينيويتي" لمدة ستة أيام، إلى أن توجهت "برسيفيرانس" إلى موقع استُعيد فيه الاتصال. ^{[ 118 ]} لم يكن لدى مختبر الدفع النفاث أي اتصال بالمروحية لمدة 63 يومًا بعد الرحلة الثانية والخمسين في 26 أبريل 2023. كان مراقبو المهمة قد تعمدوا إبعاد "إنجينيويتي" عن نطاق التغطية اللاسلكية، متوقعين استعادة الاتصال في غضون أيام قليلة. مع ذلك، غيّر مراقبو "برسيفيرانس " خططهم الاستكشافية وتوجهوا أبعد من ذلك، ثم واجهوا صعوبة في جمع عينات الصخور، مما أدى إلى تأخير آخر قبل أن يتوجهوا أخيرًا نحو المروحية ويعيدوا الاتصال في 28 يونيو. ^{[ 119 ] [ 102 ]} انقطع الاتصال مع المركبة "إنجينيويتي" مجددًا في نهاية الرحلة 72 بتاريخ 18 يناير 2024. استُعيد الاتصال في 20 يناير، ولكن خلال التقييم اللاحق للرحلة، أظهرت صور ظل "إنجينيويتي" ، التي التقطتها كاميرات الملاحة والأفق بعد الرحلة، وجود تلف في أطراف شفرات الدوار. أدى ذلك إلى إنهاء مرحلة العرض التجريبي للعمليات والمهمة. ^{[ 120 ] [ 121 ] [ 122 ] [ 123 ] [ 124 ] [ 125 ]}

في 18 يناير 2024، وأثناء هبوط الرحلة 72، انكسرت إحدى شفرات الدوار وتضررت أطراف شفرات أخرى، مما أدى إلى توقف مركبة إنجينيويتي عن التحليق نهائيًا. يُعتقد أن الحادث نجم عن خطأ في نظام الملاحة الذاتية في منطقة رملية شبه خالية من المعالم، تفتقر إلى نقاط مرجعية كافية. ^{[ 3 ] [ 128 ] [ 129 ] [ 130 ] [ 131 ]} وذكر مختبر الدفع النفاث (JPL) أنه يمكن تجنب مثل هذه المشاكل في المستقبل من خلال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مُثبت على سطح المريخ . ^{[ 132 ]}

في الأيام التي تلت الحادث، ظلت مروحية إنجينيويتي تستجيب لإشارات من مختبر الدفع النفاث (JPL)، الذي أمر بتدوير الدوارات بسرعة منخفضة لإظهار ظلالها من زوايا مختلفة. التقطت المروحية صورًا للظلال، والتي كشفت أن إحدى الشفرات مفقودة تمامًا. ^{[ 3 ] [ 133 ]} في 26 فبراير 2024، نشرت ناسا صورًا التقطتها مروحية بيرسيفيرانس ، التي اقتربت من إنجينيويتي لمسافة 450 مترًا (1480 قدمًا) ، تُظهر الشفرة ملقاة على الرمال على بُعد 15 مترًا تقريبًا (50 قدمًا) من جسم المروحية؛ وتُظهر صورة أخرى إنجينيويتي في وضع مستقيم، بدون الشفرة. ^{[ 126 ]}    

خلص مهندسون من مختبر الدفع النفاث (JPL) وشركة AeroVironment إلى أن عجز نظام الملاحة في مروحية Ingenuity عن توفير بيانات دقيقة أثناء الرحلة هو على الأرجح سبب المشاكل التي أنهت المهمة. ^{[ 134 ]} صُمم نظام الملاحة البصرية للمروحية لتتبع معالم السطح الخشنة باستخدام كاميرا موجهة للأسفل. وقد نجحت هذه الخاصية في تنفيذ الرحلات الخمس الأولى لمروحية Ingenuity وعشرات الرحلات الأخرى، ولكن في الرحلة رقم 72، كانت المروحية في منطقة من فوهة جيزيرو مليئة بتموجات رملية حادة وبسيطة نسبيًا. ^{[ 134 ]}

صُمم نظام الملاحة لتوفير تقديرات للسرعة تُمكّن المروحية من الهبوط ضمن نطاق ضيق من السرعات الرأسية والأفقية. أظهرت بيانات الرحلة 72 أنه بعد حوالي 20 ثانية من الإقلاع، لم يتمكن نظام الملاحة من تحديد معالم سطحية كافية للتتبع. ^{[ 134 ]} أشارت الصور الملتقطة بعد الرحلة إلى أن أخطاء الملاحة تسببت في سرعات أفقية عالية عند الهبوط. في السيناريو الأكثر ترجيحًا، تسبب الاصطدام القوي بسطح التموج الرملي في ميلان المروحية "إنجينيويتي " ودورانها. أدى هذا الميلان المفاجئ إلى أحمال على شفرات الدوار سريعة الدوران تتجاوز حدود تصميمها، مما أدى إلى كسرها جميعًا عند أضعف نقطة فيها - على بُعد ثلث المسافة تقريبًا من طرفها. تسببت الشفرات التالفة في اهتزاز مفرط في نظام الدوار، مما أدى إلى اقتلاع ما تبقى من إحدى الشفرات من جذرها وتوليد طلب مفرط على الطاقة، مما أدى إلى فقدان الاتصالات مؤقتًا. ^{[ 134 ]}

في 25 يناير 2024، أعلن مدير وكالة ناسا، بيل نيلسون، نهاية المهمة. ^{[ 121 ]} يقع الموقع النهائي لمركبة إنجينيويتي في مطار تشي (χ) ضمن المنطقة التي أطلق عليها فريق المشروع اسم تلال فالينور ، في إشارة إلى فالينور ، أرض الخالدين في عالم الأرض الوسطى الخيالي للكاتب جيه آر آر تولكين . ^{[ 135 ]}

بعد بضع عمليات إرسال أخيرة ورسالة وداع من المروحية في 16 أبريل 2024، قام فريق مختبر الدفع النفاث بتحميل أوامر برمجية جديدة تُوجّه المروحية لمواصلة جمع البيانات حتى بعد انقطاع اتصالها بالمركبة الجوالة. ستعمل "إنجينيويتي" كمنصة ثابتة لاختبار أداء لوحتها الشمسية وبطارياتها ومعداتها الإلكترونية الأخرى. إضافةً إلى ذلك، ستلتقط المروحية صورةً للسطح بكاميرتها الملونة، وتجمع بيانات درجة الحرارة من أجهزة استشعار موزعة في جميع أنحاء المروحية، وتخزنها على متنها. في حال استعادتها مستقبلًا بواسطة مركبة جوالة أو طائرة أو رواد فضاء، ستوفر النتائج رؤيةً طويلة الأمد لأنماط الطقس وحركة الغبار على سطح المريخ ، مما يُساعد في تصميم المروحيات المستقبلية. يتوقع المهندسون أن تُخزّن "إنجينيويتي" بيانات يومية لمدة تصل إلى 20 عامًا، إذا لم تُعيقها الظروف المحلية. ستواصل "برسيفيرانس" استكشاف فوهة جيزيرو، خارج نطاق تغطية "إنجينيويتي" اللاسلكية. ^{[ 136 ] [ 137 ] [ 138 ]}

طُرحت فكرة استخدام طائرات هليكوبتر مستقبلية على سطح المريخ. في مارس 2022، قدّم مهندسو شركة AeroVironment، الذين سبق لهم تصميم طائرة Ingenuity ، مفهوم طائرة هليكوبتر جديدة بحمولة 280 غرامًا (9.9 أونصة) . يُتيح ذراع مناولة صغير بوزن 90 غرامًا (3.2 أونصة) مزود بمقبض ثنائي الأصابع وعجلات هبوط ذاتية الدفع، استخدام مركبات من هذا النوع بدلًا من مركبة جمع العينات ^{[ 140 ]} لاختيار أنابيب العينات التي جمعتها مركبة Perseverance . ^{[ 141 ]} وفي إحاطة إعلامية عُقدت في 15 سبتمبر 2022، أكدت لوري غليز، مديرة إدارة المهام العلمية في وكالة ناسا، عزمها على استخدام اثنتين من هذه الطائرات. ^{[ 142 ]}  

استند اختيار طائرة "إنجينيويتي" كنموذج أولي لزوج طائرات الهليكوبتر التجميعية المزمع إنتاجه إلى هامش الأمان المذهل الذي صممه مصممو شركة "أيروفايرونمنت" . من حيث المبدأ، حتى الحد الأقصى البالغ 100 عملية هبوط لممتصات الصدمات عالية التآكل في الهيكل يكفي لنقل جميع الأجزاء الـ 43. يمكن لهذه الطائرات حمل حمولات صغيرة متعددة، ونشرها وإعادة نشرها في مواقع مختلفة، لتنفيذ مجموعة متنوعة من العمليات الموزعة والشبكية. ^{[ 143 ]}

كان الملاحة بالقصور الذاتي أحد التحديات الرئيسية التي واجهتها مركبة " إنجينيويتي " على سطح المريخ. إذ كان على المروحية أن تُظهر قدرتها على تتبع المسار الذي رسمته مسبقًا بدقة، استنادًا إلى مجموعات بيانات الملاحة التي جُمعت سابقًا، والهبوط عند نقطة الإقلاع. وفي مهمة مستقبلية لإعادة العينات، سيتطلب كل غلاف خرطوشة رحلتين تنتهيان عند نقطة الانطلاق. وكانت دقة الهبوط مهمةً مُحددةً للرحلة الحادية والثلاثين لمركبة " إنجينيويتي ". ^{[ 144 ]} ولا يسمح الغلاف الجوي الرقيق جدًا للمريخ بتكرار مناورات وتقنيات هبوط المروحيات الأرضية. ^{[ 145 ] [ 8 ]}

تهدف البيانات التي جمعتها مركبة إنجينيويتي إلى دعم تطوير طائرات هليكوبتر مستقبلية قادرة على حمل حمولات أكبر. وتُعدّ مهمة مروحية علوم المريخ (MSH) الخطوة التطورية التالية لطائرات الهليكوبتر المريخية في مختبر الدفع النفاث (JPL). وينصبّ التركيز الرئيسي على تطوير التقنية اللازمة لنشر حمولات علمية، تتراوح أوزانها بين 0.5 و2.0 كيلوغرام (1 و4 أرطال) ، على منصات طائرات الهليكوبتر على سطح المريخ. وستستفيد MSH من العديد من التقنيات التي طُوّرت بواسطة نموذج مروحية علوم المريخ التجريبي (MHTD) الذي وُضع أساسه لمشروع المريخ 2020، وستعمل على توسيع قدراتها لتمكين فئة جديدة من الوصول الكوكبي متوسط ​​النطاق عبر سطح المريخ. ^{[ 146 ] [ 17 ] [ 10 ] [ 147 ]}  

يُعدّ تصميم وإثبات كيفية نشر واستعادة ودمج وتشغيل الحمولات العلمية على متن طائرة دوارة تحاكي الواقع ديناميكيًا وحسابيًا أمرًا بالغ الأهمية لتوسيع آفاق جديدة للاستكشاف العلمي للمريخ. ^{[ 146 ] [ 17 ] [ 10 ] [ 147 ]}

سيشمل التركيز ما يلي:

• تكوينات الطائرات المروحية القادرة على حمل ونشر حمولات علمية
• التنبؤ بالتطورات التكنولوجية في مجال إلكترونيات الطيران والبطاريات وأنظمة الطاقة وخوارزميات الملاحة.
• منصة اختبار تجريبية أرضية لتقييم تكامل إلكترونيات الطيران والحمولات، بالإضافة إلى نظام FSW وC&DH الموروث من MHTD، وتنفيذ مهمة علمية مستقلة في نهاية المطاف. ^{[ 146 ] [ 17 ] [ 10 ] [ 147 ]}

مركبة استكشاف المريخ الجوية والأرضية العالمية الذكية (MAGGIE) هي طائرة صغيرة الحجم ذات جناح ثابت تم اقتراحها خلال اختيارات NIAC لعام 2024. ^{[ 148 ]}