80秒飛100米，NASA火星直升機完成第三次試飛，比地球測試速度更快

2021-04-27 13:05

來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客

NASA正在測試“機智號”的飛行極限。

編譯 | 熊大寶

編輯 | 李水青

智東西4月26日消息，4月25日，美國宇航局（NASA）的“機智號”（Ingenuity）直升機在美國東部時間凌晨1:31左右（北京時間13:31左右）進行了第三次火星飛行。

本次飛行持續80秒，以6.6英尺/秒（2米/秒）的最高速度上升16英尺（5米），橫向飛行164英尺（50米）后返回原點下降，共計飛行100米。據NASA報告稱，此次飛行速度和距離均已超過地球上的任何一次模擬飛行測試。

▲“機智號”第三次飛行視頻

“機智號”是一臺小型雙螺旋槳無人機，僅重1.8千克，大小猶如紙巾盒一般，配備高通驍龍801處理器、VGA攝像機、激光高度計、斜率計等傳感器導航，由兩個1.2米碳纖維轉子推進。2021年2月，“機智號”搭乘NASA火星探測車“毅力號”抵達火星，4月4日成功登陸火星表面。

▲火星探測車“毅力號”拍攝的“機智號”

美國宇航局的戴夫·拉弗（Dave Lavery）在一份聲明中說道：“通過第三次飛行，我們正在展示“機智號”高空飛行的能力，這些能力能夠增加未來火星探索的高度。”

▲毅力號左側的導航相機看“機智號”第三次飛行

“機智號”的第三次試飛還測試了其處理黑白導航攝像頭拍攝圖像的能力。

黑白導航攝像頭與“機智號”飛行器使用相同的供能資源，可以根據飛行算法跟蹤地表特征，如果“機智號”飛得太快，飛行算法便無法有效跟蹤。“機智號”項目經理米米昂（MiMi Aung）說道：“這是我們第一次看到相機長距離運行算法，這在實驗室中是做不到的。”

▲“機智號”第三次飛行中導航攝像頭拍攝的畫面

測試圖像處理能力十分重要。“機智號”直升機作為新型火星探索手段，可以提供從地面幾米到幾十米高度的或型地面詳細圖像，彌補軌道飛行器圖像分辨率有限的不足。此外，“機智號”還能夠不受地形限制充當偵察平臺，與軌道飛行器配合，繪制地形圖為其路徑規劃提供參考。

因此，良好的圖片處理能力能夠讓“機智號”在火星探索任務中表現更佳。

在4月19日首次飛行中，“機智號”在離火星表面10英尺的地方升空39秒，完成自主爬升、懸停、平移、降落飛行。此前，NASA曾定“機智號”首飛時間為4約11日，但由于數據出錯，后改為不早于4月14日。

▲“機智號”火星首飛

首飛的多次推遲，也表明了火星上直升機運行的難度系數值高。由于火星大氣稀薄，密度只有地球大氣的1%，重力大約是地球的三分之一，飛行器必須足夠輕盈才能夠飛得動。此外，NASA噴氣推進實驗室還需進行大量模擬練習和飛行檢查，通過模擬火星大氣條件、火星重力、直升機飛入火星時的物理和視覺環境等，來將“機智號”調試到最佳狀態。

首飛成功則證實了直升機用作探索火星的工具是可行的。每次飛行的每一秒鐘都可以提供豐富的火星飛行數據，以便于地球上進行的模擬測試進行比較。

在4月22日的第二次飛行中，“機智號”飛行了51.9秒，自主爬升至16英尺（5米）高，橫向移動7英尺（2.1米），它還進行了三次轉彎，總角度約為276度。