インジェニュイティ（ヘリコプター）

最終的にインジェニュイティとなるプロジェクトの開発は、2012年にJPL所長のチャールズ・エラチが、関連する概念作業を行っていた研究所の自律システム部門を訪れたことから始まった。2015年1月までに、NASAは実物大モデルの開発資金を提供することに同意し、それは「リスク軽減」車両として知られるようになった。^{[ 5 ]} NASAのJPLとエアロバイロメントは、2014年に探査ヘリコプターに同行する偵察ヘリコプターの概念設計を発表した。^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]} 2016年半ばまでに、 ヘリコプターの開発を継続するために1500万ドルが要求された。^{[ 9 ]}

2017年12月までに、車両のエンジニアリングモデルは模擬火星大気中でテストされた。^{[ 10 ] [ 11 ]}モデルは北極でテスト中であったが、ミッションへの組み込みはまだ承認も資金提供もされていなかった。^{[ 12 ]}

2014年7月に火星2020計画が承認された際、 ^{[ 13 ]}ヘリコプターの飛行デモンストレーションは含まれておらず、予算にも計上されていなかった。^{[ 14 ]}

2018 年 3 月に発表された米国連邦予算では、 ヘリコプターに 1 年間 2300 万ドルが割り当てられ、^{[ 15 ] [ 16 ]} 2018 年 5 月 11 日に、ヘリコプターが火星 2020ミッションに間に合うように開発およびテストできると発表されました。^{[ 17 ]}ヘリコプターは広範な飛行力学および環境テストを受け、^{[ 10 ] [ 18 ]} 2019 年 8 月にパーサビアランスローバーの下面に取り付けられました。^{[ 19 ]} NASA はインジェニュイティの 製造に約 8000 万ドル、ヘリコプターの運用に約 500 万ドルを費やしました。 ^{[ 20 ]} 

2019年、インジェニュイティの予備設計は、火星の大気と重力を模擬した条件下で地球上でテストされました。飛行テストでは、火星の大気の非常に低い圧力をシミュレートするために大型真空チャンバーが使用されました。このチャンバーは、地球の海面における標準大気圧の約0.60%（約1/160 ）まで二酸化炭素で満たされており、これは地球の大気中で高度34,000m （112,000フィート）を飛行するヘリコプターにほぼ相当します。火星の重力場が大幅に減少していること（地球の38%）をシミュレートするために、飛行テスト中は地球の重力の62%を上向きに引っ張るラインで相殺しました。^{[ 21 ]}チャンバー内に風を送るために、約900個のコンピューターファンで構成された「風壁」が使用されました。 ^{[ 22 ] [ 23 ] : 1:08:05–1:08:40}  

2020 年 4 月、この車両は、アラバマ州ノースポートのタスカルーサ郡高校の 11 年生のヴァニーザ・ルパニによってIngenuityと名付けられました。彼女は、NASA の「ローバーに名前を付けよう」コンテストにエッセイを提出しました。^{[ 24 ] [ 25 ]}計画段階では火星ヘリコプター スカウト^{[ 26 ]}または単に火星ヘリコプター^{[ 27 ]}として知られていましたが、親ローバーのパーセベランスが親しみを込めてパーシーと呼ばれていたのと並行して、後にジニーという愛称が使われるようになりました。^{[ 28 ]}地球上でテストするための実物大のエンジニアリング モデルは、アース コプター、非公式にはテリーと名付けられました。^{[ 29 ]}

インジェニュイティは、 JPLがそのような車両が安全に飛行できるかどうかを評価するための技術実証機として設計されました。製造、打ち上げ、着陸前に、科学者と管理者は、ヘリコプターがより良いマッピングとガイダンスを提供し、将来のミッション管制官が移動ルート、計画、および危険回避に役立つより多くの情報を提供できることを期待していました。 ^{[ 17 ] [ 30 ] [ 31 ]}キュリオシティまでの以前のローバーの性能に基づいて、そのような空中偵察により、将来のローバーは1火星あたり最大3倍の距離を安全に走行できる可能性があると想定されていました。^{[ 32 ] [ 33 ]}しかし、パーセベランスの新しいAutoNav機能により、この利点は大幅に減少し、ローバーは1火星あたり100メートル以上を移動できるようになりました。^{[ 34 ]}

インジェニュイティ・チームは比較的小規模で、JPLからの常勤換算従業員は最大でも65名だった。エアロバイロメント、NASAエイムズ研究センター、ラングレー研究センターのプログラム担当者を加えると、総勢150名となった。^{[ 5 ]}主な人員は以下の通り。

• MiMi Aung - NASAジェット推進研究所のIngenuity火星ヘリコプタープロジェクトマネージャー、 ^{[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 5 ]}
• ボブ・バララム– チーフエンジニア（2021年11月以前）^{[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]}
• ティモシー・カンハム– フライトソフトウェアリーダー兼オペレーションリーダー（2021年6月以前）^{[ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]}
• Håvard Fjær グリップ– GNC リーダーおよびチーフパイロット^{[ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] [ 41 ] [ 48 ] [ 49 ]}
• マット・キーノン – エアロバイロメント テクニカルリード^{[ 8 ]}
• Loay Elbasyouni – 主任電気・電力電子エンジニア。^{[ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]}
• ベン・ピペンバーグ – エアロバイロメント設計リーダー^{[ 8 ]}
• クリス・バン - エアロバイロメント社火星ヘリコプタープログラムマネージャー
• ジョシュ・ラビッチ – 機械工学リーダー^{[ 53 ] [ 54 ]}
• テディ・ツァネトス – オペレーションリーダー^{[ 55 ] [ 56 ] [ 49 ]}
• ナセル・チャハット– アンテナエンジニアおよび通信システムエンジニア^{[ 57 ] [ 58 ] [ 59 ]}

2021年6月15日、インジェニュイティの開発チームは、スペース財団からジョン・L・「ジャック」・スウィガート・ジュニア宇宙探査賞の2021年度受賞者に選ばれた。^{[ 60 ]} 2022年4月5日、全米航空協会は、インジェニュイティとJPLのグループに2021年度コリアー・トロフィーを授与した。^{[ 61 ] [ 62 ]}

インジェニュイティは、直径1.21m （4フィート）の同軸反転ローター2基の下に吊り下げられた、136mm × 195mm × 163mm （5.4インチ× 7.7インチ× 6.4インチ）の長方形の胴体で構成されています。 ^{[ 1 ] [ 11 ] [ 27 ]}このアセンブリは、それぞれ384mm （15.1インチ）の4本の着陸脚で支えられています。^{[ 1 ]}また、バッテリーを充電するために、ローターの上にソーラーアレイが搭載されています。機体全体の高さは0.49m （1フィート7インチ）です。^{[ 1 ]}                 

火星の重力は地球の約3分の1と低いものの、95%が二酸化炭素で構成された火星の大気の薄さを部分的にしか相殺できないため、航空機が十分な揚力を得るのは非常に困難である。 ^{[ 69 ]}火星の大気密度は、海面高度では地球の約1/100 、高度27,000m （87,000フィート）とほぼ同じであり、これは既存のヘリコプターでは到達できない高度である。火星の冬には、この密度はさらに低下する。インジェニュイティを空中に維持するためには、特別に形状が拡大されたブレードを回転させる必要がある。  2400～2900rpm 、 つまり地球上で必要な回転数の約10倍の速さです。^{[ 11 ] [ 70 ] [ 71 ]}ヘリコプターの二重反転同軸ローターはそれぞれ独立したスワッシュプレートによって制御され、コレクティブピッチとサイクリックピッチの両方に影響を与えることができます。^{[ 72 ]}インジェニュイティは、打ち上げ時と火星着陸時の加速と振動に耐え、損傷を受けないように宇宙船仕様で製造されました。^{[ 71 ]}

Ingenuityは、2つのアセンブリにグループ化された様々なセンサーパッケージに依存しています。すべてのセンサーは市販の既製品です。

上部センサーアセンブリは、関連する振動絶縁要素とともに、角速度と加速度の影響を最小限に抑えるため、機体の重心に近いマストに取り付けられています。これは、携帯電話グレードのボッシュ BMI-160慣性計測ユニット( IMU ) と傾斜計(村田SCA100T-D02) で構成されています。傾斜計は、飛行前に地上で IMU を校正するために使用されます。下部センサーアセンブリは、高度計( Garmin LIDAR Lite v3)、カメラ、およびセカンダリ IMUで構成され、すべて電子コア モジュールに直接取り付けられています (マストには取り付けられていません)。^{[ 72 ]}

インジェニュイティは、面積70,125 mm ² (108.7 in ² )の425 x 165 mm (16.7 x 6.5 in)のソーラーパネルを使用してバッテリーを充電します。バッテリーは、エネルギー容量が35～40 Wh (130～140 kJ)のソニー製リチウムイオンセル6個です^{[ 21 ]} (定格容量は2 Ah )。^{[ 10 ]}飛行時間は、使用可能なバッテリー電力ではなく、熱によって制限されます。飛行中、駆動モーターは毎秒1 °Cずつ加熱され、火星の薄い大気は放熱を悪くします。^{[ 73 ]}ヘリコプターは、 Linuxオペレーティングシステムを実行するクアルコムSnapdragon 801プロセッサを使用しています。^{[ 42 ]}他の機能の中でも、ナビゲーションカメラで追跡した地形の特徴から得られた速度推定値を介して視覚ナビゲーションアルゴリズムを制御します。^{[ 74 ]}クアルコム製プロセッサは、必要な制御機能を実行するために、2つの耐放射線飛行制御マイクロコントローラ（MCU）に接続されています。^{[ 10 ]}       

通信システムは、ヘリコプターとローバー間のデータ交換用のモノポールアンテナを備えた2つの同一の無線機で構成されています。無線リンクは、低電力のZigbee通信プロトコルを使用して実装されています。両車両には914MHz  SiFlex 02チップセットが搭載されています。通信システムは、データを中継するように設計されています。 最大1,000 m (3,300フィート)の距離で250 kbit/s の速度。^{[ 57 ]}全方向アンテナはヘリコプターのソーラーパネルアセンブリの一部であり、重量は4 グラム (0.14オンス)です。^{[ 75 ]}   

インジェニュイティには、高解像度の地球帰還（RTE）カメラと低解像度の航法（NAV）カメラの2つの市販カメラ（COTS）が搭載されています。RTEカメラは、ローリングシャッター方式の4208×3120ピクセルのカラーセンサーで、ベイヤーカラーフィルターアレイが内蔵されており、Oフィルム光学モジュールに取り付けられています。NAVカメラは、オムニビジョンOV7251という640×480ピクセルの白黒グローバルシャッターセンサーで、サニー光学モジュールに取り付けられています。^{[ 10 ]}

パーセベランスとは異なり、インジェニュイティには3D画像を同時に撮影するための特別なステレオカメラは搭載されていません。しかし、このヘリコプターは、フライト11のようにわずかにずれた位置でホバリングしながら同じ地形のカラー写真を複製して撮影したり、フライト12のように往復飛行の帰路でずれた位置で写真を撮影したりすることで、そのような画像を作成できます。^{[ 76 ]}

RTEカラーカメラは飛行には必須ではないが（飛行7および8 ^{[ 55 ]}のように）、NAVカメラは各飛行中ずっと動作し、撮影された画像は飛行中の航空機の位置と動きを決定するための視覚オドメトリに使用される。航空機、ローバー、地球間の伝送速度に制限があるため、各飛行から保存できる画像の数には限りがある。送信用に保存する画像は各飛行前に飛行計画で定義され、NAVカメラからの残りの画像は使用後に破棄される。

^{2021年12月16日現在、ナビゲーションカメラ[ 77 ]}からの白黒画像2,091枚と地形カメラ（RTE）^{[ 78 ]}からのカラー画像104枚が公開されている。

ヘリコプターは飛行中に自律制御を使用し、その飛行計画はジェット推進研究所（JPL）のオペレーターによって遠隔操作で計画・スクリプト化されています。着陸の前後には、パーサビアランス探査車と直接通信します。 ^{[ 23 ] : 1:20:38–1:22:20}

Ingenuityの飛行制御およびナビゲーションソフトウェアはリモートで更新することができ、これはソフトウェアのバグを修正し^{[ 84 ] [ 55 ]}、飛行の合間に新しい機能を追加するために使用されてきました。34回目の飛行の前に、着陸時の危険を回避し、不整地を飛行する際のナビゲーションエラーを修正するためにソフトウェアが更新されました。この更新は、ヘリコプターが元の着陸地点の比較的平坦な地形から離れ、より変化に富んだ危険な地形に向かって飛行したため必要になりました。^{[ 85 ]}

パーサビアランスは2021年3月21日にインジェニュイティを保護するデブリシールドを投下し、ヘリコプターは2021年4月3日に探査車の下面から火星表面に展開した。^{[ 89 ]}その日、ヘリコプターの2つのカメラはテストされ、探査車の影にあるジェゼロ・クレーターの底の白黒写真とカラー写真が初めて撮影された。^{[ 90 ] [ 80 ]}展開後、探査車はドローンから約100メートル（330フィート）離れて安全な飛行ゾーンを確保した。 ^{[ 91 ] [ 92 ]}  

インジェニュイティのローターブレードは2021年4月8日（ミッション48日目）にロック解除され、ヘリコプターは50rpmの低速ロータースピンテストを実行した。^{[ 93 ] [ 94 ] [ 95 ] [ 96 ] [ 97 ]}

4月9日に高速スピン試験が試みられたが、予期せぬ状況下でのヘリコプターの誤動作を防ぐためのソフトウェア対策であるウォッチドッグタイマーの期限切れにより失敗した。 ^{[ 98 ]} 4月12日、JPLは問題を修正するためのソフトウェア修正を特定したと発表した。^{[ 84 ]}しかし、時間を節約するため、JPLは回避策を用いることを決定した。マネージャーらは、この回避策は85%の確率で成功し、ヘリコプターへの「影響が最も少ない」と述べた。^{[ 35 ]}

2021年4月16日、インジェニュイティは地表に留まりながら、全速2400rpmのローター回転試験に合格した。^{[ 99 ] [ 100 ]} 3日後の4月19日、JPLはヘリコプターを初めて飛行させた。4回目の飛行を試みた際に、ウォッチドッグタイマーの問題が再び発生した。4月30日に再スケジュールされた4回目の飛行では、多数のカラー写真を撮影し、白黒ナビゲーションカメラで地表を探査した。^{[ 37 ]}

6月25日、JPLは、前週にソフトウェアアップデートをアップロードしてウォッチドッグ問題を恒久的に修正し、ロータースピンテストと8回目の飛行でアップデートが機能したことを確認できたと発表した。^{[ 55 ]}

各飛行は地上から3～5メートル（10～16フィート）の高度で計画されていたが、インジェニュイティはすぐにその計画高度を超えた。^{[ 1 ]}最初の飛行は高度3メートル（10フィート）でのホバリングで、約40秒間続き、探査車の写真撮影も含まれていた。最初の飛行は成功し、ヘリコプターの運用に割り当てられた時間が減るにつれて、その後の飛行はますます野心的になった。JPLは、ヘリコプターが墜落する可能性が高かったため、30日間の期間が終了する前にミッションが中止される可能性さえあると述べたが、^{[ 23 ] : 0:49:50–0:51:40}そのような事態は起こらなかった。1回の飛行で最大90秒で、インジェニュイティは最大50メートル（160フィート）先まで移動し、出発地点に戻ることができたが、その目標も4回目の飛行ですぐに超えられた。^{[ 1 ] [ 37 ]}      

展開手順は以下のとおりです。

地上展開シーケンス

ステップ1：パーシビアランスは着陸時にRIMFAX機器を保護していたパンを落とし、そこから離れて走行する。

ステップ2では、保護用の破片シールドが降ろされ、横向きに格納されているインジェニュイティが露出する。その後、パーシビアランスがインジェニュイティから離れて走行する。

ステップ3、インジェニュイティは4本の脚のうち2本を伸ばした状態で振り下ろされる。

ステップ4では、インジェニュイティが地上に展開される前に4本の脚すべてが伸ばされ、パーシビアランスが走り去ります。

最初の 3 回の飛行が成功した後、目標は技術実証から運用実証に変更されました。インジェニュイティは、運用実証フェーズを開始する前に、4 回目と 5 回目の 2 回の飛行という移行フェーズを通過しました。^{[ 101 ]} 2023 年 11 月までに、主なミッションの優先事項は次のようになりました。^{[ 102 ]}

• ローバーの運用に重大な支障をきたしたり、遅延させたりしないようにする。
• 車両の健全性と安全性を維持する
• 戦術計画および科学的評価のための偵察活動を実施する。
• 将来の火星回転翼機のミッションおよび機体設計に役立てるための実験を実施したり、任意科学のためのデータを収集したりする。

2021年4月30日の最終デモンストレーション飛行の直前、NASAは、パーサビアランスなどの地上資産の補助偵察としてヘリコプターを使用することを調査するため、「運用デモンストレーション段階」でのインジェニュイティの継続運用を承認した。^{[ 101 ]}インジェニュイティへの資金は毎月更新された。^{[ 103 ]}

6回目の飛行で、ミッションの目標は地形のマッピングと偵察へと移った。^{[ 104 ]}インジェニュイティはパーサビアランスをより支援するようになったが、ローバーはヘリコプターへの注意をあまり払わなくなり、飛行中のヘリコプターの撮影をやめた。JPLのマネージャーは、写真撮影の手順には「膨大な」時間がかかり、古代生命の痕跡を探すというプロジェクトの主なミッションを遅らせたと述べた。^{[ 105 ]}

5月7日、インジェニュイティは新しい着陸地点へ飛行した。^{[ 106 ]}

2021 年 9 月までに 12 回の飛行を行った後、ミッションは無期限に延長されました。^{[ 107 ]} 2022 年 3 月までに 21 回の飛行を行った後、NASA は、インジェニュイティを2 ～ 3 週間ごとに飛行し続けると発表しました。 ^{[ 107 ]}ヘリコプターの次の目標のエリアは、運用初年度に飛行した比較的平坦な地形よりも険しいものでした。古代の扇形の河川デルタには、ギザギザの崖、傾斜した表面、突き出た岩があります。インジェニュイティは、ミッション チームがパーサビアランスがデルタの頂上までどのルートを通るべきかを決定するのに役立ち、潜在的な科学ターゲットの分析を支援しました。ソフトウェアの更新により、ヘリコプターの15 メートル (50フィート)の高度制限が撤廃され、飛行中に速度を変更できるようになり、下の地形のテクスチャの理解が向上しました。^{[ 108 ]} 

ヘリコプターの飛行は火星の季節変化まで続いた。これにより大気密度が低下し、飛行にはより高いローター回転数が必要となった。 飛行チームの計算によると、おそらく2700rpmである。JPLは、ブレードの先端が音速に近づくと、危険な振動、電力消費、空気抵抗が発生する可能性があると述べた。^{[ 86 ]}そこで飛行チームは、地上にとどまりながら、インジェニュイティに2800rpmでローターをテストするように指示した。 

9月中旬、飛行チームは火星の冬と太陽合の準備を始めた。太陽合とは、火星が（地球から見て）太陽の背後に隠れ、地球との通信が遮断され、探査車とヘリコプターの運用が停止される現象である。2021年10月中旬に停止が始まると^{[ 101 ] [ 109 ]、}ヘリコプターはパーサビアランスから175メートル（575フィート）離れた場所に静止したままで、健康状態の確認のため毎週探査車に状況を伝達した。^{[ 110 ]} JPLは、インジェニュイティが太陽合を乗り越えたため、飛行を続けるつもりだった。 ^{[ 111 ] [ 112 ]} NASAのリーダーたちは、プロジェクトの費用が増加するにもかかわらず、ミッションを延長した。^{[ 113 ]}

各飛行の打ち上げ時間は、夜間の後に温める必要のあるバッテリーの温度に影響されました。火星の夏の間は、空気密度が低いためモーターへの負荷が高くなるため、飛行は正午（LMST 12:30）から朝（LMST 9:30）に変更され、 モーターの過熱を防ぐために130秒に制限されました。^{[ 114 ]}

2022年5月3日と4日、ヘリコプターは4月29日の28回目の飛行後、予期せずローバーとの通信に失敗した。^{[ 115 ]} JPLは、インジェニュイティの充電式バッテリーが夜間に電力低下またはバッテリーの充電状態不足に見舞われたと判断した。これはおそらく、季節的な大気中の塵の増加によりソーラーパネルへの日照が減少したことと、冬が近づくにつれて気温が低下したことが原因だった。バッテリーパックの充電状態が下限を下回ると、ヘリコプターのフィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）の電源が切れ、ミッションクロックがリセットされ、ローバーの基地局との同期が失われた。通信は5月5日に再確立された。管制官は、夜間の極寒に部品をさらすリスクを受け入れ、電力を節約するために夜間にヘリコプターのヒーターをオフにすることにした。^{[ 116 ]} この日々の充電不足は、火星の冬の間（少なくとも9月/10月まで）続く可能性が高いと述べられている。^{[ 115 ]}

2022年6月6日、JPLはインジェニュイティの傾斜センサーが動作しなくなったと報告した。このセンサーは、各飛行の開始時にヘリコプターの姿勢を決定することを目的としていた。ミッション管制官は、機体の慣性計測装置（IMU）を使用して同等のデータを機上航法コンピュータに提供する回避策を開発した。^{[ 117 ]}

2023年1月、火星の春の到来により、ヘリコプターは夜間の停電やFPGAのリセットを回避するのに十分な太陽光発電量を得るようになった。 ^{[ 68 ]}これは、ヘリコプターがより頻繁に、より長い距離を飛行できるようになったことを意味する。

2023年3月、ヘリコプターはジェゼロ川デルタの険しい地形における限られた無線通信範囲に対処するため、頻繁に飛行した。川のデルタの狭い峡谷では、ヘリコプターは探査車を追い越す「立ち入り禁止区域」に入るのではなく、探査車の前を飛行する必要があった。JPLは、これは潜在的に危険であると考えていた。^{[ 67 ]}

3 回、ミッション管制官は飛行後にインジェニュイティとの通信を失いました。これは、ヘリコプターがパーサビアランスと視線が合わず、ヘリコプターと地球の間で飛行データを中継するローバーとの無線通信が妨げられたためです。2023 年 4 月 2 日の 49 回目の飛行後、JPL は通信が再確立された地点にパーサビアランスが移動するまで 6 日間インジェニュイティとの通信を失いました。 ^{[ 118 ]} 2023 年 4 月 26 日の 52 回目の飛行後、JPL は 63 日間ヘリコプターとの通信がありませんでした。ミッション管制官は、数日で通信が回復すると予想して、意図的にインジェニュイティを無線範囲外に飛行させました。しかし、パーサビアランスの管制官は探査計画を変更し、さらに範囲外に移動したため、岩石サンプルの採取に苦労し、さらに遅延が発生しました。最終的に、6 月 28 日にヘリコプターに向かって移動し、通信を再確立しました。^{[ 119 ] [ 102 ]} 2024年1月18日のフライト72の終了時に、インジェニュイティとの通信が再び途絶えた。通信は1月20日に再確立されたが、その後の飛行後評価で、飛行後にナビゲーションカメラと水平カメラで撮影されたインジェニュイティの影の画像に、ローターブレードの先端の損傷が見られた。これにより、運用デモフェーズとミッションは終了した。^{[ 120 ] [ 121 ] [ 122 ] [ 123 ] [ 124 ] [ 125 ]}

2024年1月18日、72便の着陸中にローターブレードが折れ、他のブレードの先端も損傷したため、インジェニュイティは永久に地上待機となった。この事故は、ほとんど特徴のない砂丘地帯で、目印となるものがほとんどなかったため、自律航行エラーが原因と考えられている。^{[ 3 ] [ 128 ] [ 129 ] [ 130 ] [ 131 ]} JPLは、火星に確立されたGPSシステムがあれば、将来このような問題は回避できる可能性があると述べた。^{[ 132 ]}

事故後数日間、インジェニュイティはJPLからの信号に反応し続け、JPLはローターを低速で回転させて、さまざまな角度から影を映し出すように指示した。ヘリコプターは影を撮影し、ブレードの1枚が完全に失われていることが明らかになった。^{[ 3 ] [ 133 ]} 2024年2月26日、NASAはインジェニュイティから450m （1,480フィート）まで接近したパーセベランスからの画像を公開した。画像には、ブレードがヘリコプター本体から約15m （50フィート）離れた砂の上に横たわっている様子が写っている。別の画像には、ブレードのないインジェニュイティが直立している様子が写っている。 ^{[ 126 ]}    

JPLとAeroVironmentのエンジニアは、飛行中にIngenuityのナビゲーションシステムが正確なデータを提供できなかったことが、ミッション終了の原因となった問題を引き起こした可能性が高いと結論付けた。 ^{[ 134 ]}ヘリコプターの視覚ナビゲーションシステムは、下向きカメラを使用して表面のテクスチャを追跡するように設計されていた。この機能はIngenuityの最初の5回の飛行とその後数十回の飛行を成功させたが、72回目の飛行では、ヘリコプターは急勾配で比較的特徴のない砂の波紋で満たされたジェゼロクレーターの領域にいた。^{[ 134 ]}

ナビゲーションシステムは、ヘリコプターが垂直方向と水平方向の速度の狭い範囲内で着陸できるように速度推定値を提供するように設計されていました。フライト72のデータによると、離陸後約20秒で、ナビゲーションシステムは追跡するのに十分な表面の特徴を見つけることができませんでした。^{[ 134 ]}フライト後に撮影された写真から、ナビゲーションエラーにより着陸時に高い水平速度が発生したことが示されました。最も可能性の高いシナリオでは、砂丘の斜面への強い衝撃により、インジェニュイティはピッチングとローリングを起こしました。突然の傾きにより、高速回転するローターブレードに設計限界を超える負荷がかかり、4枚すべてが先端から約3分の1の最も弱い部分で折れてしまいました。損傷したブレードはローターシステムに過度の振動を引き起こし、1枚のブレードの残りの部分を根元から引きちぎり、過度の電力需要が発生し、一時的な通信の喪失につながりました。^{[ 134 ]}

2024年1月25日、NASA長官ビル・ネルソンはミッションの終了を発表した。^{[ 121 ]}インジェニュイティの最終着陸地点は、プロジェクトチームによってヴァリノール丘陵と名付けられたエリア内のエアフィールド・チー（χ）である。ヴァリノール丘陵とは、作家J・R・R・トールキンのファンタジー世界「中つ国」に登場する不死者の地ヴァリノールにちなんだものである。^{[ 135 ]}

2024年4月16日にヘリコプターが最後の数回の通信と別れのメッセージを送った後、JPLチームは、ローバーとの通信が途絶えた後もヘリコプターがデータ収集を継続するように指示する新しいソフトウェアコマンドをアップロードしました。インジェニュイティは固定プラットフォームとして機能し、ソーラーパネル、バッテリー、その他の電子機器の性能をテストします。さらに、ヘリコプターはカラーカメラで表面の写真を撮影し、ロータークラフト全体に配置されたセンサーから温度データを収集して機内に保存します。これにより、将来ローバー、航空機、または宇宙飛行士によって回収された場合、結果は火星の気象パターンと塵の動きに関する長期的な視点を提供し、将来のロータークラフトの設計に役立ちます。エンジニアは、機体が現地の状況に妨げられなければ、インジェニュイティが最大20年間の日々のデータを保存できると予想しています。パーセベランスは、インジェニュイティの無線通信範囲外にあるジェゼロ・クレーターの探査を継続します。^{[ 136 ] [ 137 ] [ 138 ]}

将来の火星ヘリコプターの構想が提案されている。2022年3月、以前インジェニュイティを開発したエアロバイロメント社のエンジニアは、ペイロード280グラム（9.9オンス）の新しいヘリコプターのコンセプトを発表した。2本指のグリッパーを備えた90グラム（3.2オンス）の小型マニピュレーターアームと自走式着陸装置により、この種の機体をフェッチローバーの代わりに使用して、パーセベランスが収集したサンプルが入ったサンプルチューブケースを選択することが可能になる^{[ 140 ] [ 141 ]}。2022年9月15日のブリーフィングで、NASA科学ミッション局長のローリー・グレイズは、これらのヘリコプターを2機使用する意向を確認した^{[ 142 ] 。}  

組み立てヘリコプター2機のプロトタイプとしてIngenuityが選ばれたのは、AeroVironmentの設計者が組み込んだ優れた安全マージンに基づいていた。原則として、シャーシの高摩耗ショックアブソーバーの着陸回数100回という制限でも、43個のスリーブすべてを移動させるのに十分である。これらのタイプのヘリコプターは、複数の小型ペイロードを運搬でき、さまざまな場所に展開および再展開して、さまざまな分散型ネットワーク運用を実行できる。^{[ 143 ]}

慣性航法は、インジェニュイティにとって火星での主要な課題の 1 つです。ヘリコプターは、以前に収集した NAV フレーム セットですでに「マッピング」した経路を正確にたどり、離陸地点に着陸する能力を示す必要があります。将来のサンプル リターン ミッションでは、各カートリッジ ケースは、出発地点で終了する 2 回の飛行を必要とします。着陸精度は、インジェニュイティの31 回目の飛行に割り当てられたタスクでした。^{[ 144 ]}火星の非常に薄い大気は、地上のヘリコプターの操縦と着陸技術を繰り返すことを許可しません。^{[ 145 ] [ 8 ]}

インジェニュイティが収集したデータは、より大きなペイロードを運搬できる将来のヘリコプターの開発を支援することを目的としています。火星科学ヘリコプターのタスクは、JPLにおける火星回転翼機の次の進化段階です。主な焦点は、火星表面の回転翼機プラットフォームに0.5～2.0 kg（1～4ポンド）の科学ペイロードを展開するために必要な技術を開発することです。MSHは、火星2020のベースラインとなる火星ヘリコプター技術実証機（MHTD）によって作成された多くの技術を継承し、火星全体にわたる新しいクラスの中規模惑星アクセスを可能にするために機能を拡張します。^{[ 146 ] [ 17 ] [ 10 ] [ 147 ]}  

火星科学探査の新たなフロンティアを拡大するためには、動的かつ計算的に代表的な回転翼航空機上で科学ペイロードを展開、回収、統合、運用する方法を設計し実証することが極めて重要となるだろう。^{[ 146 ] [ 17 ] [ 10 ] [ 147 ]}

重点項目は以下のとおりです。

• 科学ペイロードの搭載および展開が可能な回転翼航空機の構成
• 航空電子機器、バッテリー、電力システム、および航法アルゴリズムにおける技術進歩を予測する。
• 地上実証試験台として、MHTD から継承された FSW、C&DH、および最終的な自律型科学ミッション実行とともに、アビオニクスとペイロードの統合を評価する。^{[ 146 ] [ 17 ] [ 10 ] [ 147 ]}

火星空中地上グローバルインテリジェント探査機（MAGGIE）は、2024年のNIAC選定で提案された小型固定翼航空機である。^{[ 148 ]}