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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
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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。

▲“機智號”第二次在火星上飛行

在第二次飛行中,“機智號”還在離地表上方17英尺(5.2米)處的位置拍下了第一張彩色圖像。

▲“機智號”二次飛行拍攝的第一張彩色照片

NASA在照片描述中寫到:“這張圖像中顯示了毅力號的部分軌跡和火星表面的部分特寫,展示了從空中角度偵查后行地形的便利性。”

美國宇航局表示,他們計劃在幾天內進行第四次“機智號”飛行。

▲“機智號”三次火星飛行數據對比(數據來源:NASA官網)

結語:NASA將測試“機智號”的飛行極限

截至目前,“機智號”的三次成功飛行均表明,無人機可以在稀薄的火星大氣條件下飛行。

“機智號”的使命是尋找生命跡象并采集火星土壤樣本。它的成功飛行為火星探索提供了一種全新途徑,可以從以前根本無法獲得的角度來勘測火星,未來將加快火星生命探索、地質勘探、氣候環境測量等研究進度,甚至為將來人類登陸火星進行探索做準備。

來源:The Verge、Engadget、Gizmodo

(本文系網易新聞?網易號特色內容激勵計劃簽約賬號【智東西】原創內容,未經賬號授權,禁止隨意轉載。)

原標題:《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》

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