火星上的莱特兄弟时刻:机智号直升机的一小步,却是人类的一大步
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美国国家航空航天局(NASA)成功地在火星上飞行了其独创的无人直升机,它是挂在二月份着陆的“毅力”号探测车腹部抵达这颗红色星球的。虽然飞了不到一分钟,但这是第一次有一架飞行器在地球以外的星球上的受控飞行。
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这架不到2公斤重的太阳能直升机携带着一块从莱特兄弟“飞行者一号”机翼上取下的小块织物。1903年这架飞机在北卡罗来纳州基蒂霍克完成了第一次有动力、控制的地球大气层飞行,在12秒内飞行了37米。莱特兄弟证实了飞机在地球上飞行的可行性时,人们希望这架独创的无人直升机也能在火星上做同样的事情。
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这张照片是由“机智”号上的导航相机拍摄的,展示了这一里程碑式的事件,飞行器的阴影盘旋在火星表面,并于今天传回。这架直升机完全自主飞行,因为一个无线电指令信号需要超过11分钟才能在地球和火星之间传输,因此它配备了两个摄像头:朝向地面的黑白导航摄像头,以及一个扫描地平线的高分辨率彩色摄像头。
NASA喷气推进实验室的创新项目经理米米昂说“我们现在可以说人类在另一个星球上驾驶过旋翼飞机。”该实验室位于加州帕萨迪纳,是这架直升机的建造者。“关于莱特兄弟在火星上的那一刻,我们已经讨论了这么久,现在终于来了。”
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NASA科学事务理事会副局长托马斯·泽布臣说,如今在莱特兄弟成功在地球上进行首次飞行117年后,NASA独创直升机在另一个星球成功地完成了这一惊人的壮举。虽然这两个航空史上的标志性时刻可能被时间和2.7亿公里的空间分开,但他们现在将永远联系在一起。这项测试的成功也为人类使用无人机探索火星开辟了道路。
测试的失败是很有可能的,因为独创性任务包含了很多挑战。火星上的引力大约是地球引力的38%,与之相平衡的是火星大气层的密度只有地球大气层密度的1%,相当于在地球海拔15000米的高空飞行,远远高于旋翼飞行器的飞行高度。这意味着直升机的旋翼叶片很难产生升力。为了解决这个问题,独具匠心采用了非常轻的结构和每分钟转2500转左右的转子。
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在这次飞行中,任务控制中心观看了“机智”号爬升到3米的高度,旋转,然后在飞行了近40秒后再次着陆。到目前为止我们也没有看到太多的开创性飞行,因为带宽限制意味着只有一小段视频片段从“毅力”号传送过来,它距离直升机76米,而这段视频花了几个小时处理并到达地球。更多的图像和镜头将在未来几天提供。
目前,“机智”号计划再进行5次试飞,目标是在30个火星日(31个地球日)的演示窗口内增加飞行高度和飞行范围。为了向莱特兄弟致敬,“飞机跑道”被命名为莱特兄弟机场,“机智号”将在这里进行进一步的独创性飞行。它位于耶泽罗撞击坑,火星上以前的一个湖泊,也收到了国际民用航空组织(ICAO)的信号IGY,就像任何地球上的机场一样。
【火星上的莱特兄弟时刻:机智号直升机的一小步,却是人类的一大步】测试成功之后,“机智”号将在未来几周内进行几次更长时间的飞行,不过每次飞行之间它需要休息4到5天来充电。未来飞行的前景很大程度上取决于能否首次安全四点着陆。它没有自动校正系统,所以如果着陆不顺利,任务也就结束了。意想不到的强风是破坏飞行的一个潜在危险。
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值得一提的是,这次机智号火星直升机的电气主管是一名巴勒斯坦工程师,如果这次任务成功,洛伊·艾尔巴尤尼和美国NASA的团队将把他们的名字载入史册,就像1903年莱特兄弟的第一次动力飞机飞行一样。然而,独特的是NASA的项目发生在地球大气层之外的地方。
2012年,他加入了一家从事电动飞机的公司,最后与NASA合作研发火星直升机,并在那里获得了多项成就奖。洛伊·艾尔巴尤尼说,我被选为NASA直升机团队的电气主管。我负责电机/控制器,电机算法,伺服电机选择,伺服控制器以及它和主暖箱之间的所有线路和通信。”他自豪地说,“我开发了NASA独创的火星直升机的变频器和伺服控制器。”
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