來源：機(jī)器之心
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歷經(jīng)近 7 個(gè)月、約 5 億公里的漫長旅行之后，NASA「毅力號(hào)」火星車終于抵達(dá)了它的目的地 - 火星，并成為了繼 2 月 10 日阿聯(lián)酋希望號(hào)、中國天問一號(hào)之后，又一個(gè)抵達(dá)火星的探測器。
歷經(jīng)近 7 個(gè)月、約 5 億公里的漫長旅行之后，NASA「毅力號(hào)」火星車終于抵達(dá)了它的目的地 - 火星，并成為了繼 2 月 10 日阿聯(lián)酋希望號(hào)、中國天問一號(hào)之后，又一個(gè)抵達(dá)火星的探測器。
去年 7 月底，機(jī)器之心報(bào)道了NASA最具野心的火星探測計(jì)劃。
如今，「毅力號(hào) 」火星車在被送上軌道的近 7 個(gè)月后，終于成功在火星著陸。
據(jù)資料顯示，「毅力號(hào)」是有史以來最大、最為復(fù)雜的火星探測系統(tǒng)，這臺(tái)次世代火星車造價(jià)高達(dá) 27 億美元，總重 1025 千克。它是自阿聯(lián)酋希望號(hào)、中國天問一號(hào)之后，人類在這個(gè)「火星季」發(fā)射的第三個(gè)探測器。但是，阿聯(lián)酋的希望號(hào)探測器只是一顆火星人造衛(wèi)星，而中國天問一號(hào)仍在火星軌道，而「毅力號(hào)」采取了直接降落火星的方式。「毅力號(hào)」的著陸地點(diǎn)位于火星赤道以北的耶澤羅撞擊坑（Jezero crater），其中心座標(biāo)為（18.41°N, 77.69°E）。在此處著陸的主要目的是識(shí)別和收集該地區(qū)的沉積巖和土壤樣本，并探索可能存在的火星生命跡象。
成功著陸火星之后，「毅力號(hào)」先后發(fā)回了兩張火星表面的圖像。
作為人類目前最重的火星探測器，「毅力號(hào)」火星車長 3 米、寬 2.7 米、高 2.2 米，重量達(dá)到 2,260 磅（約 1 噸）。因此，著陸火星并不容易，它沒有選擇首先進(jìn)入軌道，而是借助一個(gè)直徑超 70 英尺的降落傘直接著陸。
「毅力號(hào)」火星車火星著陸概念圖。圖源：NASA著陸火星的全過程主要分為以下幾個(gè)步驟：巡航階段分離、「毅力號(hào)」抵達(dá)火星附近、接觸火星大氣、經(jīng)歷「黑色七分鐘」、打開降落傘、噴氣背包（jetpack）點(diǎn)火并釋放「毅力號(hào)」、噴氣背包飛到遠(yuǎn)處自毀。
NASA 毅力號(hào)火星探測器（NASA’s Perseverance Mars Rover）官方推特全程演示了「毅力號(hào)」火星車著陸火星的過程：
首先完成巡航階段分離（ cruise stage separation），「毅力號(hào)」抵達(dá)火星附近。
抵達(dá)火星大氣層頂部，這時(shí)離著陸還有七分鐘。
進(jìn)入火星大氣層，經(jīng)過熱量峰值（peak heating）和減速（deceleration），機(jī)動(dòng)瞄準(zhǔn)著陸目標(biāo)。
打開降落傘（parachute），再次減速。此時(shí)速度約為 1500 千米 / 小時(shí)、海拔高度約為 11 千米。
丟掉防熱罩（heat shield），此時(shí)離著陸還有兩分鐘。
鎖定雷達(dá)，打開攝像機(jī)，尋找安全的著陸點(diǎn)。
點(diǎn)燃噴氣背包的引擎，此時(shí)離著陸還有不到一分鐘。
最終，噴氣背包釋放「毅力號(hào)」火星車，并使其成功著陸，宣告此次火星著陸任務(wù)完美結(jié)束。
除了探測器「毅力號(hào)」，NASA 為它配備的無人機(jī)同樣備受關(guān)注。
這架無人機(jī)由 NASA 噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）著手設(shè)計(jì)，重量僅為 1.8 公斤，高 0.5 米，螺旋槳直徑 1.2 米，裝在探測器的腹部，主要用于拓展火星車的視野。
而這項(xiàng)任務(wù)的重要性和價(jià)值在于證明直升機(jī)有可能在火星上飛行，并收集有利于下一代火星旋翼飛機(jī)的數(shù)據(jù)。
如果成功這將是人造飛行器在地球以外的星球的首次飛行，或?qū)㈤_辟一條新的太陽系探索之路。
那么此次飛行最大的難點(diǎn)在于哪里？氣壓。
雖然火星表面的重力大約只有地球的 1/3 （38%），看起來有利于無人機(jī)飛行，但有一點(diǎn)非常致命：火星大氣的密度只有地球的 1%。由于幾乎沒有空氣流動(dòng)，在火星上獲得起飛所需的升力是非常困難的。
因此這要求飛行器必須是超輕的，而且螺旋槳的轉(zhuǎn)速要非常快。
據(jù)報(bào)道，這架無人機(jī)螺旋槳旋轉(zhuǎn)角速度可達(dá) 2400 轉(zhuǎn)每分鐘，水平移動(dòng)的速度為 10 米每秒，爬升速度為 3 米每秒。相比之下，一架傳統(tǒng)直升機(jī)每分鐘的轉(zhuǎn)速僅為 450 到 500。
在導(dǎo)航傳感器上，無人機(jī)使用手機(jī)級(jí) IMU、激光測高儀以及向下的 VGA 攝像機(jī)進(jìn)行單眼特征跟蹤。導(dǎo)航時(shí)，無人機(jī)逐幀比較幾十個(gè)特征，以跟蹤相對(duì)位置找出方向和速度。這些都是通過位置估計(jì)來完成的，而不是記住特征或創(chuàng)建地圖。
從下方看此無人機(jī)，包含激光測高儀和導(dǎo)航攝像機(jī)。最后，機(jī)器之心告訴讀者們一件有趣的事：這也是 NASA JPL 的工程師們第一次在火星上飛行基于 Linux 系統(tǒng)的無人機(jī)。該火星無人機(jī)的運(yùn)行代碼也已在 Github 上開源。
https://www.nytimes.com/live/2021/02/18/science/nasa-mars-landing#what-will-the-rover-do-on-marshttps://spectrum.ieee.org/automaton/aerospace/robotic-exploration/nasa-designed-perseverance-helicopter-rover-fly-autonomously-mars
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