?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。
▲“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。
▲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。”
▲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。”
▲“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。
▲“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。
▲“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。
▲“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。
▲“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
