NASA“機智號”直升機成功實現(xiàn)火星首飛！
在今年2月“毅力”號火星車成功登陸火星之后，北京時間4月19日18時50分左右，美國國家航空航天局(NASA)宣布，“毅力號”搭載的火星無人直升機——“機智號” (Ingenuity)成功實現(xiàn)首飛。
根據(jù)此前的計劃，NASA將于美國東時間4月19日3點30分（北京時間 4 月 19 日 15 點半）開始機智號的首次飛行測試，首飛的相關(guān)數(shù)據(jù)將在飛行結(jié)束幾個小時后傳回地球。
北京時間4月19日18時40分左右，NASA宣布已接收到第一組來自“機智”號的首飛數(shù)據(jù)，并進入了處理分析工作。
18時50分許，NASA成功獲取“機智”號首飛畫面，顯示“機智”號在火星試飛成功，現(xiàn)場響起熱烈的掌聲。
△機智號飛行畫面
外媒表示，“機智”號直升機的首飛意義不亞于萊特兄弟首次在地球上試飛人造飛行器，將為人類探索宇宙的方式帶來新“利器”。
據(jù)此前報道顯示，“機智號”火星直升機耗資8500萬美金，重量僅為1.8公斤，高0.5米，螺旋槳直徑1.2米，由兩個反向旋轉(zhuǎn)的螺旋槳提供升力，功率350瓦。
機智號在火星上進行首次動力飛行可不是一件容易的事情。雖然火星的表面引力只有地球的三分之一，從這點看有利于飛行器飛行，但是火星的氣壓只有地球氣壓的1%，空氣非常稀薄。
資料顯示，火星地面上的空氣密度相當(dāng)于地球上海拔22英里高的的大氣密度，而這個高度遠超地球上直升機能飛行的高度。
由于地球的大氣密度較高，一架地球直升機可以輕松舉起數(shù)千磅的重量。而機智號則必須以絕對的力量克服火星上稀薄的空氣，因此要求螺旋槳轉(zhuǎn)動更加快速，才有可能飛行。
根據(jù)設(shè)計，機智號直升機螺旋槳旋轉(zhuǎn)角速度可達2400轉(zhuǎn)每分鐘。水平移動的速度為10米每秒，爬升速度為3米每秒。
此前由美國加利福尼亞噴氣推進實驗室進行的飛行測試中，使用了一個真空室來模擬火星大氣層，經(jīng)測試確認機智號這樣的旋翼飛機可以飛行。
但是，需要指出的是，由于機智號在火星飛行，需要將葉片進行高速旋轉(zhuǎn)，而這會產(chǎn)生大量熱量，以至于它的飛行時間將會受到限制。
另外，由于機智號直升機靠頂部的太陽能板進行充電，電能儲存在鋰離子電池中，而機智號本身重量也僅有1.8公斤，除去螺旋槳、以及安裝在直升機上的一個彩色相機和一個黑白相機，機智號難以搭載大容量的電池。資料顯示，機智號依靠太陽能充電一天，大概只能能夠飛行90秒！
另外，由于機智號直升機無法直接和地球聯(lián)絡(luò)，要通過毅力號進行信息接力傳輸，因此，不能飛離毅力號太遠，最遠航程僅300米，最遠通訊距離為1公里。
總結(jié)來說，這架價值8500萬美元的火星直升機，并沒有配備科學(xué)儀器，它的主要任務(wù)就是證明旋翼飛機可以在火星極薄的大氣層中能夠飛行?；鹦侵鄙龣C比軌道上的人造衛(wèi)星分辨率更高，而且比火星車更加靈活，機動性更強。一旦飛行成功，將為未來火星探測增加了全新的方式。
△飛行計劃示意
根據(jù)計劃，機智號有31個地球日的測試窗口。與流動站建立無線電聯(lián)系后，倒計時將開始。假如每個步驟順利，“機智號”計劃將進行連續(xù)的5次飛行。
第一次飛行：
原計劃于美國當(dāng)?shù)貢r間4月11開始的首次飛行已經(jīng)被多次推遲。美國東時間4月19日3點30分左右，指令發(fā)出之后，機智號火星直升機能夠成功起飛的話，那么將升離地面約10英尺 (3米)的高度并懸停，然后在原地盤旋30 秒，最終在半空中轉(zhuǎn)彎并重新降落到表面。底部攝像頭每秒可以拍攝30張地面照片，其他攝像頭將面向地平線，在飛行時拍攝照片。
第二次飛行：
如果第一次的飛行測試成功，那么“機智號”將爬升至約16英尺，向下飛幾英尺，然后再返回停機坪。
第三次飛行：
一旦認為第二次測試成功，則該測試可能會飛得更快，更遠，沿著一條飛行路徑飛行至160英尺并返回。
第四五次飛行：
直升機可以在一天多風(fēng)的時候嘗試飛行，從而走得更遠，同時還可以在不同的高度，方向和速度下飛行。
不過，需要指出的是，機智號飛行測試面臨最主要的困難是操控。由于操控信號從地球傳輸?shù)交鹦?，再從火星發(fā)送回地球，這種中間信號的延遲可能長達3至22分鐘，通過遙控進行實時操控直升機實是不可能的。所以機智號火星直升機需要有彈性的自動控制的能力。
同時，由于加熱器在火星夜間為元件保溫消耗了直升機大部分的電能，確保處理自動操作的系統(tǒng)具備高度的運算能力并同時保持低功耗也是一項巨大挑戰(zhàn)。此外，部分形式的太空輻射也會逐漸或突然破壞芯片。所以需要縝密的測試與太空防護。
根據(jù)之前曝光的信息顯示，機智號采用了高通的飛行平臺(Qualcomm Flight Platform) ，來應(yīng)這些挑戰(zhàn)。
編輯：芯智訊-林子
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