“机智”号完成在火星上的三次飞行

“机智”号完成在火星上的三次飞行
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4月22日“,机智”号无人直升机在火星表面盘旋,这是它的第二次飞行。图片来源 视觉中国
综合编译 顾海波
4月25日,美国国家航空航天局(NASA)的无人直升机在火星升空,在稀薄的空气中完成了它的第三次飞行。
据美国《时代》周刊报道,与前两次飞行一样,这个名为“机智”号的小型实验性飞行机器人执行了来自地球的指令。美国东部时间凌晨1时31分,“机智”号飞离火星地面约4.9米,飞行了约100米的往返距离,然后降落在出发地。
这大约是第二次飞行距离的25倍。这架直升机的最高速度达到每小时4.5英里(约7242米),飞行持续了大约1分20秒。
《时代》称,这次飞行是对直升机导航系统的测试,该系统通过比较机载摄像机记录的地面特征,直观地跟踪其位置。“机智”号飞得越远,它的相机就必须拍摄越多的地面图像,以作导航之用。如果它飞得太快,可能就会“迷路”。
“这是我们第一次看到摄像头的算法在长距离运行。”直升机项目的负责人米米翁在NASA的新闻发布会上说。“你不可能在实验室里完成这个。”
美国有线电视新闻网(CNN)称,“机智”号高约0.49米,耗资8500万美元,旨在证明像飞机或直升机那样的可控飞行在火星上是可行的,尽管那里的大气密度只有地球的1%。
今年2月,“机智”号随NASA“毅力”号火星车抵达这颗红色的星球。在“毅力”号开始执行其主要任务——在一个干涸的河流三角洲寻找古代生命迹象之前,“机智”号团队有30个火星日即约31个地球日的时间,完成5次试飞。
据CNN报道,4月19日,“机智”号成为第一架在另一个星球上飞行的动力飞机。第一次飞行的时间很短,仅是简单的起飞、降落,离地总时间为39.1秒钟。4月22日的第二次飞行,“机智”号飞得更高,完成了一个短暂的横向移动。
“这次飞行没有飞多远,也没有持续很长时间,但它显示了人类可以做到什么。”美国《纽约时报》写道。“在火星稀薄的大气层中飞行几乎是不可能的,因为几乎没有空气可以推动。NASA的工程师们使用了超轻材料、快速旋转的叶片和高性能的计算机处理技术,让‘机智’号离开了地面,使其不会偏离方向或坠毁。”
《纽约时报》称,“机智”号和NASA传统的“高大上”项目略有不同。它的价格适中,即使失败也是可以承受的。由于对技术的要求比较宽松,NASA的工程师们使用了现成的高通芯片作为“机智”号的处理器。该芯片最初是为手机开发的。
《时代》称,在火星表面,大气层的密度只有地球的百分之一,直升机的叶片几乎没有什么可以推动的。为了产生足够的升力让约1.8千克重的“机智”号升空,4片旋翼(每片长度约1.2米)必须以每分钟2500转以上的速度旋转,是地球上直升机转速的近5倍。
《时代》称,“机智”号不得不自主执行其所有任务,在试飞期间,无论是它还是“毅力”号火星车,都没有与地球进行通信。因此,地球上的人过了一段时间才得知直升机的飞行成功了——第一次试飞3个小时后,NASA的另一个火星探测器“火星勘测轨道飞行器”从上空经过,“毅力”号才得以将测试数据传回地球。
NASA官员说,他们已将“机智”号起飞和降落的简易机场命名为莱特兄弟机场。莱特兄弟当年试飞飞机上的一小块布料如今被粘在“机智”号上,送到了火星。
项目负责人米米翁在4月19日的首飞后表示,希望把“机智”号的能力发挥到极限,最后一次飞行要飞600米或700米。
NASA于4月25日表示,第四次飞行将在几天后进行。
《时代》称,目前还没有将第二架直升机送上火星的计划。该项目总工程师鲍勃·巴拉拉姆说,他和同事们已开始勾勒更大的火星直升机的设计方案,能够携带大约4.5千克重的科学设备。
“我认为,这将是下一代设计的最佳起点。”巴拉拉姆说。
《纽约时报》报道称,一架直升机,尤其是在火星稀薄的空气中飞行的直升机,只能携带数量有限的传感器,无法像火星车那样进行更加深入、详细的观察。
试飞结束后,“毅力”号将离开直升机,向杰泽罗火山口边缘的河流三角洲进发,那里保存着沉积物,或许还有远古生命的化学迹象。科学家和工程师们正在让火星车上的仪器做好准备,以便开始收集数据。
设备中包括一种激光器,它已经开始蒸发火星车附近的岩石和土壤,以分析其化学成分。同时进行的还有旨在分解二氧化碳以产生氧气的实验。《纽约时报》称,当宇航员最终踏上火星时,这项技术将是为他们提供可呼吸空气的关键。

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