火星有了第一个机场!人类首架火星无人机试飞成功,场地命名「莱特兄弟机场」

火星有了第一个机场!人类首架火星无人机试飞成功,场地命名「莱特兄弟机场」
2021年04月20日 12:44 量子位

贾浩楠 发自 凹非寺

量子位 报道 | 公众号 QbitAI

十几个小时前,NASA火星任务指挥室中出现了“撕书”一幕:

这是为哪般?

原来,这是人类首架火星无人机机智号成功试飞后,NASA项目经理,激动地当场撕掉后备计划书。

高度3米、悬停30秒,小小的火星飞行器创造了人类太空探索的新里程碑,人类的航空也延续到了外太空。

不仅如此,火星上的“莱特兄弟”一刻,也让这个星球有了第一个被正式命名的“机场”。

火星首飞,莱特兄弟依然“到场”

北京时间4月19日下午3点30分,与“毅力号”火星车一块登录的“机智号”无人机,完成了第一次试飞任务:

起飞阶段,“机智号”螺旋桨在12秒内把转速从0升到2400转/秒,为1.8公斤重的机体提供足够的升力。

升空后,无人机在约3米高的火星大气中,悬停了约30秒,并没有在水平方向上移动:

之后,“机智号”稳稳的落在了地上,第一次的飞行任务,就是这么“平淡”:

升空的机智号,还通过机腹自带的照相机,拍摄了一张火星地表照片,其中能清楚看到无人机在地面的阴影。

虽然只是简单的起和落,但机智号首飞的意义重大。哪怕仅仅是稳定地在火星上空悬停几十秒,这也将是人类深空探索史上的里程碑。

日后,飞行器将成为地外天体探索的一个重要手段,毕竟,火星车由于地形限制,不能去的地方太多了。

未来30个火星日内,机智号最多可能进行4次飞行,由简至难,逐渐实现姿态控制、移动、拍照等等动作。

当然,这一切都要是在火星稀薄大气和极低温度等严苛条件下完成。

目前,NASA专门为无人机设置了一块起降区,命名为莱特兄弟机场,来纪念这个火星上的“首飞时刻”。

图源:HIRISE

出发时,NASA专门从当年莱特兄弟首次试飞的原型机上剪下一块邮票大小的机翼蒙皮,由机智号带往火星。

人类在地球上首次成功试飞的飞行器,如今它的一部分又出现在火星首飞现场,令人感慨万分。

为了在火星起飞,人类有多努力

之前机智号的动图,根本不是动画演示,而是真实的火星现场实景拍摄,而“手持”摄像机的,就是NASA火星车“毅力号”。

为了保证无人机试飞任务,毅力号火星车甚至专门空出档期,作为无人机补给和观测站,直到全部试飞完成。

之后,火星车才会正式开启自己的探测任务。

可以说,这一路,毅力号都是机智号无人机的尽职“奶妈”。

首先是去火星,机智号被连接在火星车腹部,外部还罩了一个保护层。

着陆一个月后,毅力号火星车抛下无人机保护罩,驱车前往机智号的起落场。

火星车拍摄实景画面

解锁无人机与火星车之间的绑定装置着陆后的第36个火星日,无人机与火星车之间的绑定装置开始进行解锁。

首先是通过自旋摆动,解放半边机身,展开其中两条腿(第37个火星日完成)。

然后继续旋转直至机身完全垂直(第38个火星日完成):

接着展开剩下两只腿(第39个火星日完成):

展开全部四条腿之后,无人机处于距火星表面13厘米的悬空状态,“头顶”和毅力号火星车的“腹部”依然保持连接,由毅力号通过为机智号太阳能板的6块锂电池充满电。

来到第43个火星日,无人机顶部和火星车“腹部”的连接切断,火星车迅速开走,让无人机利用头顶的太阳能电池板充电。

机智号原计划于北京时间4月12日上午10:54首飞,但这个计划时间因为各种原因而推迟。

4月8日,机智号顺利完成了50转/分钟的旋翼慢速旋转测试,但4月9日,机智号的旋翼高速旋转测试出现问题,于是首飞被延期到了4月14日之后。

NASA表示需要升级无人机的飞行程序。

由于火星与地球之间存在十几分钟至半小时左右通信延迟,所以地球根本不可能对无人机进行实时操控,一旦任务开始,机器只能靠预先装好的程序行动。

所以,NASA程序员程序员估计是熬夜加班,才把最新代码传到火星上。

对了,控制机智号的飞行软件框架FPrime,是一个开源Linux系统,这也是人类首次把Linux送上火星。

未来30个火星日内,最多还有4次试飞任务,机智号将视情况决定是否在不同地点着陆。

这次机智号没有携带任何科学仪器,它的核心目标是验证无人机在一颗遥远星球上保温、充电、自主飞行、拍照等诸多技术。

全部任务完成后,机智号不再返回火星车,它将留在最后降落点,永远成为火星探索的纪念和见证。

中国的天问一号,现在在干什么?

去年与美国火星车在同一窗口期发射的中国火星探测器“天问一号”,现在怎么样了?

一切正常按部就班

与美国半个多世纪前就开始探测火星不同,中国的首次火星着陆探测,理应谨慎踏实的进行。

中国“天问一号”探火计划分绕-落-巡三步走:

首先是被火星引力捕捉进入大椭圆轨道,然后进行数次调整,最终进入停泊轨道,连续绕火飞行。

在飞行期间,天问一号会对着陆场、火星地表、大气环境进行不间断观测,为日后任务积累数据参考。

目前,天问一号已经在停泊轨道上绕行一个多月,并保证每两个火星日观测一次着陆场。

天问一号未来将落在火星“乌托邦”平原。乌托邦平原也是火星中最大的平原,直径超过3200公里,并且具有地势低、气压高、地形平坦等优势。1976年,美国的海盗2号火星探测器就在这里着陆过。

5月,除了劳动节假期,另一个值得中国人期待的,就是天问一号的着陆任务。

One More Thing

其实,严格地说,天问一号并不是中国首次火星探测任务。

2011年,中国有过一个名为“萤火一号”的火星探测器。但是当时,中国还没有推力足够大的火箭,所以选择乘坐俄罗斯火箭升空。

但是,“老大哥”今非昔比,火箭发射失利,萤火一号随着火箭残骸一同坠入太平洋…

看来,大事还得亲自动手啊….兔子的超能力,果然都是被逼出来的。

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