美國宇航局正式宣布，首個(gè)火星無人機(jī)“機(jī)智號(hào)”成功在火星耶澤羅撞擊坑完成首飛，這也是人類首次在地球以外的大氣層內(nèi)完成動(dòng)力飛行。北京時(shí)間4月19日15時(shí)30分，這架1.8公斤重的無人機(jī)旋翼槳葉首飛轉(zhuǎn)速在12秒內(nèi)從0達(dá)到了每分鐘2500轉(zhuǎn)，在6秒內(nèi)爬升到超過3米的高度，并在空中盤旋了30秒，隨后緩慢下降直到無人機(jī)下部四個(gè)支架接觸到地面。

　　機(jī)智號(hào)底部安置有激光高度計(jì)與導(dǎo)航相機(jī)，確保首飛懸停在著陸場(chǎng)中央而不會(huì)偏離。作為前線“記者”，距離機(jī)智號(hào)76米外的毅力號(hào)火星車攜帶了相機(jī)與麥克風(fēng)錄制了“機(jī)智號(hào)”完整飛行過程。

　　雖然首飛在北京時(shí)間19日下午三點(diǎn)半已經(jīng)開始，但飛行數(shù)據(jù)完全傳回地球需要約3個(gè)小時(shí)。美國宇航局此前已經(jīng)發(fā)送了預(yù)先設(shè)定好的自主飛行指令，但NASA接受這次飛行數(shù)據(jù)傳輸在今晚接近7點(diǎn)才完成。

　　據(jù)了解機(jī)智號(hào)攜帶了兩臺(tái)相機(jī)，底部的彩色相機(jī)可以拍攝1300萬像素的高分辨率照片，而導(dǎo)航相機(jī)分辨率較低，只有50萬像素并只能拍攝黑白照片。航拍數(shù)據(jù)在無人機(jī)著陸后借由毅力號(hào)火星車回傳至地球。

　　機(jī)智號(hào)造價(jià)8500萬美元，機(jī)身主體僅一個(gè)紙巾盒大小，由毅力號(hào)攜帶在2021年2月18日登陸火星，并于4月3日被毅力號(hào)釋放在火星表面上，原定4月12日首飛但因軟件故障與升級(jí)問題進(jìn)行了兩次試飛推遲。機(jī)智號(hào)攜帶了萊特兄弟1903年制造的飛行者一號(hào)飛機(jī)上的一小塊布料，用以致敬人類航空百年。飛行者一號(hào)是人類歷史上首個(gè)重于空氣的航空器，并且完成了持續(xù)而且受控的動(dòng)力飛行，是公認(rèn)的第一臺(tái)有人駕駛的動(dòng)力飛行器。

　　機(jī)智號(hào)未來的飛行計(jì)劃

　　機(jī)智號(hào)使用高通驍龍?zhí)幚砥?，Linux操作系統(tǒng)，并使用太陽能電池板為鋰電池充電，因此在這次試飛成功后，機(jī)智號(hào)將進(jìn)行4-5天的充電與整休，并會(huì)在未來30天內(nèi)進(jìn)行更遠(yuǎn)距離與更長時(shí)間的試飛，提升飛行的復(fù)雜度和難度。比如飛行高度提升至5米，飛行距離超過50米，甚至不再返回現(xiàn)在的起落場(chǎng)，而是降落在新的目標(biāo)點(diǎn)上。

　　此前科學(xué)家擔(dān)心機(jī)智號(hào)首飛會(huì)遇到強(qiáng)風(fēng)等意外險(xiǎn)情，因?yàn)闄C(jī)智號(hào)并沒有自動(dòng)扶正系統(tǒng)，一旦飛行中傾覆將導(dǎo)致任務(wù)提前結(jié)束，但所幸這些險(xiǎn)情并沒有發(fā)生。此外，機(jī)智號(hào)此前成功挺過了火星寒冷的夜晚，耶澤羅撞擊坑夜晚溫度甚至達(dá)到零下90攝氏度。

　　機(jī)智號(hào)無人機(jī)槳葉由纖薄的碳纖維制成，可以在火星的大氣提供足夠的升力。在機(jī)智號(hào)飛行過程中，旋翼每分鐘旋轉(zhuǎn)2400次。

　　火星新式探測(cè)方式的先行者

　　雖然火星的引力比地球小得多，但它的大氣層密度只有地球的1%，所以這次試飛極具挑戰(zhàn)。NASA工程師們巧妙地裝備了4個(gè)1.2米長的旋翼槳葉，這種用碳纖維制造的槳葉旋轉(zhuǎn)速度要比地球上的快很多，槳葉也更輕薄。在火星上，旋翼要每分鐘旋轉(zhuǎn)2400次才能保障“機(jī)智號(hào)”的正常飛行，在地球上只需要約280轉(zhuǎn)/分鐘。此前這一設(shè)計(jì)在噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）建造的模擬火星環(huán)境的真空室中得到了成功的測(cè)試，最大飛行距離300米，最高飛行高度5米。

　　海盜1號(hào)于1980年拍攝的火星西半球，水手大峽谷位于中央，長3769公里、最深處7公里，成一個(gè)復(fù)雜的峽谷系統(tǒng)。這些區(qū)域是火星車無法探測(cè)的，但是火星無人機(jī)可以近距離航拍。

　　相比火星軌道上的人造衛(wèi)星以及在火星地表漫游的火星車，無人機(jī)結(jié)合了二者的優(yōu)勢(shì)，既可以進(jìn)行空中航拍也可以近地觀察漫游車無法進(jìn)入的崎嶇峽谷，洞穴或隕石坑內(nèi)。作為火星無人機(jī)的技術(shù)驗(yàn)證先驅(qū)，機(jī)智號(hào)的成功將為后續(xù)火星探測(cè)方式帶來非常多的可能性，讓地球上的科學(xué)家能夠前往如水手大峽谷，奧林帕斯山等著名火星崎嶇地貌進(jìn)行近距離探測(cè)。

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