北京時間 4 月 19 日 18 時 52 分，美國宇航局 NASA 正式宣布，首個火星無人機“機智號”成功在火星耶澤羅撞擊坑完成首飛，這也是人類首次在地球以外的大氣層內(nèi)完成動力飛行。
北京時間 4 月 19 日 15 時 30 分，這架 1.8 公斤重的無人機旋翼槳葉首飛轉(zhuǎn)速在 12 秒內(nèi)從 0 達(dá)到了每分鐘 2500 轉(zhuǎn)，在 6 秒內(nèi)爬升到超過 3 米的高度，并在空中盤旋了 30 秒，隨后緩慢下降直到無人機下部四個支架接觸到地面。機智號底部安置有激光高度計與導(dǎo)航相機，確保首飛懸停在著陸場中央而不會偏離。作為前線“記者”，距離機智號 76 米外的毅力號火星車攜帶了相機與麥克風(fēng)錄制了“機智號”完整飛行過程。
機智號無人機在火星飛行高度曲線圖
雖然首飛在北京時間 19 日下午三點半已經(jīng)開始，但飛行數(shù)據(jù)完全傳回地球需要約 3 個小時。美國宇航局此前已經(jīng)發(fā)送了預(yù)先設(shè)定好的自主飛行指令，但 NASA 接受這次飛行數(shù)據(jù)傳輸在今晚接近 7 點才完成。
據(jù)了解機智號攜帶了兩臺相機，底部的彩色相機可以拍攝 1300 萬像素的高分辨率照片，而導(dǎo)航相機分辨率較低，只有 50 萬像素并只能拍攝黑白照片。航拍數(shù)據(jù)在無人機著陸后借由毅力號火星車回傳至地球。
機智號懸停飛行階段拍攝的火星表面圖
機智號造價 8500 萬美元，機身主體僅一個紙巾盒大小，由毅力號攜帶在 2021 年 2 月 18 日登陸火星，并于 4 月 3 日被毅力號釋放在火星表面上，原定 4 月 12 日首飛但因軟件故障與升級問題進(jìn)行了兩次試飛推遲。機智號攜帶了萊特兄弟 1903 年制造的飛行者一號飛機上的一小塊布料，用以致敬人類航空百年。飛行者一號是人類歷史上首個重于空氣的航空器，并且完成了持續(xù)而且受控的動力飛行，是公認(rèn)的第一臺有人駕駛的動力飛行器。
機智號未來一個月可能的飛行計劃
機智號未來的飛行計劃
機智號使用高通驍龍?zhí)幚砥?，Linux 操作系統(tǒng)，并使用太陽能電池板為鋰電池充電，因此在這次試飛成功后，機智號將進(jìn)行 4-5 天的充電與整休，并會在未來 30 天內(nèi)進(jìn)行更遠(yuǎn)距離與更長時間的試飛，提升飛行的復(fù)雜度和難度。比如飛行高度提升至 5 米，飛行距離超過 50 米，甚至不再返回現(xiàn)在的起落場，而是降落在新的目標(biāo)點上。
此前科學(xué)家擔(dān)心機智號首飛會遇到強風(fēng)等意外險情，因為機智號并沒有自動扶正系統(tǒng)，一旦飛行中傾覆將導(dǎo)致任務(wù)提前結(jié)束，但所幸這些險情并沒有發(fā)生。此外，機智號此前成功挺過了火星寒冷的夜晚，耶澤羅撞擊坑夜晚溫度甚至達(dá)到零下 90 攝氏度。
機智號無人機槳葉由纖薄的碳纖維制成，可以在火星的大氣提供足夠的升力。在機智號飛行過程中，旋翼每分鐘旋轉(zhuǎn) 2400 次。
火星新式探測方式的先行者
雖然火星的引力比地球小得多，但它的大氣層密度只有地球的 1%，所以這次試飛極具挑戰(zhàn)。NASA 工程師們巧妙地裝備了 4 個 1.2 米長的旋翼槳葉，這種用碳纖維制造的槳葉旋轉(zhuǎn)速度要比地球上的快很多，槳葉也更輕薄。在火星上，旋翼要每分鐘旋轉(zhuǎn) 2400 次才能保障“機智號”的正常飛行，在地球上只需要約 280 轉(zhuǎn) / 分鐘。此前這一設(shè)計在噴氣推進(jìn)實驗室（JPL）建造的模擬火星環(huán)境的真空室中得到了成功的測試，最大飛行距離 300 米，最高飛行高度 5 米。
海盜 1 號于 1980 年拍攝的火星西半球，水手號谷位于中央
海盜 1 號于 1980 年拍攝的火星西半球，水手大峽谷位于中央，長 3769 公里、最深處 7 公里，成一個復(fù)雜的峽谷系統(tǒng)。這些區(qū)域是火星車無法探測的，但是火星無人機可以近距離航拍。
相比火星軌道上的人造衛(wèi)星以及在火星地表漫游的火星車，無人機結(jié)合了二者的優(yōu)勢，既可以進(jìn)行空中航拍也可以近地觀察漫游車無法進(jìn)入的崎嶇峽谷，洞穴或隕石坑內(nèi)。作為火星無人機的技術(shù)驗證先驅(qū)，機智號的成功將為后續(xù)火星探測方式帶來非常多的可能性，讓地球上的科學(xué)家能夠前往如水手大峽谷，奧林帕斯山等著名火星崎嶇地貌進(jìn)行近距離探測。
廣告聲明：文內(nèi)含有的對外跳轉(zhuǎn)鏈接（包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式），用于傳遞更多信息，節(jié)省甄選時間，結(jié)果僅供參考，IT之家所有文章均包含本聲明。