来源:2021-04-26 00:00:00 热度:

80秒飞100米!NASA火星直升机完成第三次试飞,比地球测试速度更快

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?熊大宝
?李水青

4月26日消息,4月25日,美国宇航局(NASA)的“机智号”(Ingenuity)直升机在美国东部时间凌晨1:31左右(北京时间13:31左右)进行了第三次火星飞行。

本次飞行持续80秒,以6.6英尺/秒(2米/秒)的最高速度上升16英尺(5米),横向飞行164英尺(50米)后返回原点下降,共计飞行100米。据NASA报告称,此次飞行速度和距离均已超过地球上的任何一次模拟飞行测试。

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▲“机智号”第三次飞行视频截图

“机智号”是一台小型双螺旋桨无人机,仅重1.8千克,大小犹如纸巾盒一般,配备高通骁龙801处理器、VGA摄像机、激光高度计、斜率计等传感器导航,由两个1.2米碳纤维转子推进。2021年2月,“机智号”搭乘NASA火星探测车“毅力号”抵达火星,4月4日成功登陆火星表面。

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▲火星探测车“毅力号”拍摄的“机智号”

美国宇航局的戴夫·拉弗(Dave Lavery)在一份声明中说道:“通过第三次飞行,我们正在展示“机智号”高空飞行的能力,这些能力能够增加未来火星探索的高度。”

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▲毅力号左侧的导航相机看“机智号”第三次飞行

“机智号”的第三次试飞还测试了其处理黑白导航摄像头拍摄图像的能力。

黑白导航摄像头与“机智号”飞行器使用相同的供能资源,可以根据飞行算法跟踪地表特征,如果“机智号”飞得太快,飞行算法便无法有效跟踪。“机智号”项目经理米米昂(MiMi Aung)说道:“这是我们第一次看到相机长距离运行算法,这在实验室中是做不到的。”

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▲“机智号”第三次飞行中导航摄像头拍摄的画面

测试图像处理能力十分重要。“机智号”直升机作为新型火星探索手段,可以提供从地面几米到几十米高度的或型地面详细图像,弥补轨道飞行器图像分辨率有限的不足。此外,“机智号”还能够不受地形限制充当侦察平台,与轨道飞行器配合,绘制地形图为其路径规划提供参考。

因此,良好的图片处理能力能够让“机智号”在火星探索任务中表现更佳。

在4月19日首次飞行中,“机智号”在离火星表面10英尺的地方升空39秒,完成自主爬升、悬停、平移、降落飞行。此前,NASA曾定“机智号”首飞时间为4约11日,但由于数据出错,后改为不早于4月14日。

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▲“机智号”火星首飞

首飞的多次推迟,也表明了火星上直升机运行的难度系数值高。由于火星大气稀薄,密度只有地球大气的1%,重力大约是地球的三分之一,飞行器必须足够轻盈才能够飞得动。此外,NASA喷气推进实验室还需进行大量模拟练习和飞行检查,通过模拟火星大气条件、火星重力、直升机飞入火星时的物理和视觉环境等,来将“机智号”调试到最佳状态。

首飞成功则证实了直升机用作探索火星的工具是可行的。每次飞行的每一秒钟都可以提供丰富的火星飞行数据,以便于地球上进行的模拟测试进行比较。

在4月22日的第二次飞行中,“机智号”飞行了51.9秒,自主爬升至16英尺(5米)高,横向移动7英尺(2.1米),它还进行了三次转弯,总角度约为276度。

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▲“机智号”第二次在火星上飞行

在第二次飞行中,“机智号”还在离地表上方17英尺(5.2米)处的位置拍下了第一张彩色图像。

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▲“机智号”二次飞行拍摄的第一张彩色照片

NASA在照片描述中写到:“这张图像中显示了毅力号的部分轨迹和火星表面的部分特写,展示了从空中角度侦查后行地形的便利性。”

美国宇航局表示,他们计划在几天内进行第四次“机智号”飞行。

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▲“机智号”三次火星飞行数据对比(数据来源:NASA官网)

截至目前,“机智号”的三次成功飞行均表明,无人机可以在稀薄的火星大气条件下飞行。

“机智号”的使命是寻找生命迹象并采集火星土壤样本。它的成功飞行为火星探索提供了一种全新途径,可以从以前根本无法获得的角度来勘测火星,未来将加快火星生命探索、地质勘探、气候环境测量等研究进度,甚至为将来人类登陆火星进行探索做准备。

来源:The?Verge、Engadget、Gizmodo

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