NASA分享“机智号”在迄今最具挑战性的火星飞行中拍摄的照片

1. NASA分享“机智号”在迄今最具挑战性的火星飞行中拍摄的照片

 据外媒报道， NASA的专家们近日利用“机智号(Ingenuity)”直升机在一次复杂火星飞行中拍摄的图像生成了一张立体3D照片，从而为人们提供了更动态的火星景观视图。 这张照片显示了火星上一个特殊的地质特征，NASA称之为隆起的山脊Raised Ridges，其数据则是由“机智号”在7月下旬获取。
      7月24日，“机智号”直升机在火星上进行了第十次也是迄今为止最复杂的飞行。在这次飞行中，直升机捕获了两幅图像，当它们结合在一起时，可以用来创建一个可以用红青色眼镜观看的立体3D照片。此次飞行共拍摄了10张彩色图像。
      3D图像为Raised Ridges提供了更加动态和沉浸式的视角；这不仅让公众对另一颗行星有了独特的认识，还有助于专家们对该地区进行未来潜在的调查。NASA喷气推进实验室的科学家Kevin Hand谈到了这张照片，他说道：“在3D中，你几乎可以伸手触摸凸起的山脊。但除了其身临其境的美之外，这张照片还提供了大量的细节。如果你仔细观察，你可以看到几块岩石的表面上有一些奇怪的线条。这些特征仅仅是由风和灰尘吹过岩石形成的吗？还是这些特征说明了水的存在？只是我们还不知道。”
   NASA透露，“毅力号”小组可能会在Raised Ridges上钻取岩石或沉积物样本以作为寻找火星上过去生命证据的一部分。该机构指出，该地区的其他3D图像也已生成，其专家将在探测器可能访问该地点之前研究这些照片。

2. NASA的机智号火星直升机完成最具挑战性的第九次飞行

  机智号在第九次飞行中测试了很多新技巧，将小直升机的能力推向极限。 
     
     
    NASA的机智号火星直升机于2021年7月5日完成在火星上的第九次飞行， 机智号  在高空停留了166.4 秒，飞行速度  高达  16英尺/秒（5米/秒）。 此次飞行也 让NASA的工程师们测试了一系列可能为未来火星直升机任务铺平道路的能力 ， 其中包括在不安全的岩石地形上按最短路径飞行，这要求直升机在计算最短路径的同时还要躲避碰撞。  
         
    一次又一次突破极限的飞行   
     
   机智号直升机是一个技术示范项目，它于2021年2月8日，随毅力号一同抵达红色星球。这个重量仅有4磅1.8 公斤）的小直升机从4月19日开始，在一个月内执行计划内的5次动力飞行任务，创造了 历史 。
     
     
   随着机智号一次次的起飞和降落，NASA扩展了这架小型直升机的任务，在漫游车开始其任务核心的地质和天体生物学探测时，直升机一直紧随其后， 探索 毅力号的地形盲区。
     
   毅力号目前位于一个名为塞塔的地区，该地区的特点是沙地绵延，对于毅力号这样的轮式车辆来说非常具有挑战性，而机智号则完美补充了火星车的能力空缺，它直接穿过了塞塔地区的一部分，并计划降落在南部平原上。
     
   预祝机智号能不断突破极限，给我们带来更多的惊喜！

3. 机智号火星直升机第五飞在即！这一次将有所不同

据美国宇航局NASA报道，机智号火星直升机将在北京时间2021年5月8日3:26进行第五次飞行试验，相关数据将在7:31传回地球。 
     
  在此之前，机智号自2021年4月19日完成 历史 性的首次飞行以来，共计进行了四次飞行试验，难度层层加码。下面对机智号的前四飞做个简单回顾： 
  
  第一飞：北京时间2021年4月19日15:34，攀升到3米高度，悬停一会便降落着陆，全程仅持续39.1秒； 
  
  第二飞：北京时间2021年4月22日17:33，攀升到5米高度，轻微倾斜身姿，向东和向后飞行2米，共计在空中飞行了51.9秒，期间还进行了三次转向，总共转动276度； 
  
  第三飞：北京时间2021年4月25日16:31，攀升到5米高度，来回飞行了100米，最大速度达到2米/秒，全程持续约80秒。 
  
  第四飞：2021年4月30日22:46，攀升到5米高度，向南飞行133米并折返着陆，本次飞行里程266米，飞行时长117秒，均创造了新纪录。 
           
  由于机智号表现优异，NASA决定对其任务进行延长和升级——机智号将在原定30天任务期内进行五次飞行后继续运行，并且目标由技术验证转为实用验证。 
  
  即将进行的第五飞算是一次过渡，飞行也会有所不同。 
  
  具体的，机智号将攀升到5米高度，然后沿着第四飞的路线向南飞行129米。但这一次它不会折返，而是创纪录地攀升到10米高度，对该区域进行拍摄，在飞行时长达到约110秒后就地着陆。 
  
  这将是机智号首次进行单程飞行，同时也揭开了机智号全新试验阶段的序幕。在之后的飞行中，NASA将试验火星直升机对火星车地面探测提供辅助的能力。

4. NASA的机智号火星直升机，在第四次空中冒险中打破了先前记录

美国宇航局的火星直升机不断超出预期。Ingenuity（机智号）在周五完成了第四次飞行，在火星表面的飞行距离比以往任何一次都要远。
     
 （图源：Unsplash）
  
 美国宇航局的工程师们已经准备好让这架4磅重的直升机坠毁，因为他们每次飞行都会把它推向新的极限。但是这一次，这架小小的旋翼飞机以创纪录的速度在岩石、沙子涟漪和小坑上方翱翔。
  
 美国宇航局还没有公布飞行的细节，但计划要求Ingenuity在空中爬升16英尺，并达到每秒3.5米的最大速度，美国宇航局的工程师们并不确定它能实现这一壮举。
  
 迄今为止，这架直升机已被证明是成功的，以至于美国宇航局周五宣布，它将给Ingenuity一个延长的任务。原先的计划是在第五次飞行后放弃这架直升机。但是现在，美国宇航局的工程师们计划将Ingenuity的照片转化为它在周五所覆盖的未知地形的3D地图。根据这些数据，他们将选择一个新的机场，无人机将在大约一周后的第五次飞行中尝试降落。
  
 一旦进入这个新机场，Ingenuity将花30多天的时间来测试未来美国宇航局可能希望在太空直升机上进行的操作。这包括侦察和测绘，从空中观察火星有趣的特征， 探索 漫游者无法到达的粗糙地形。
  
 科学家肯·法利在周五的简报中说：“将直升机飞到火星车不可能穿越的地形中并带回科学数据的能力对于未来可能将火星车与侦察直升机结合起来的任务来说是极其重要的。”
  
 周五的空中冒险的第一次尝试没有成功。这次飞行原定于周四进行，但一个无损的软件故障使直升机无法升空。美国宇航局工程师预计15%的飞行尝试会出现这种结果。
  
 如果Ingenuity周五的飞行按计划进行，它应该在美东时间上午10点46分升空，并飞行117秒。Ingenuity被设定为向南飞行约436英尺，沿途拍摄火星表面的照片。在这一点上，预计它将盘旋并使用其彩色相机拍摄图像，然后转身并在原地降落。
     
 （图源：Unsplash）
  
 在4月19日Ingenuity的首次飞行中，该直升机在火星表面上升了10英尺，创造了 历史 。此前，从未有航天器在另一个星球上进行过受控的动力飞行。
  
 周五的飞行是该直升机迄今为止最大胆的一次，但事情将变得更加难以把控。
  
 一旦Ingenuity到达其新的机场，携带直升机前往火星的Perseverance（毅力号）探测器将进入其在这颗红色星球上的主要任务：猎取古代外星微生物的化石。它的目标是采集几十个岩石样本，并将它们储存起来，供未来的航天器取回并带回地球。这些将是人类从火星带回来的第一批样本。
  
 同时，Ingenuity的下一次飞行将在对火星车来说过于危险的新地形上收集数据。
  
 Ingenuity项目经理安美美在周五的简报中说：“在做这些操作方案时，我们将自然地挑战Ingenuity的极限。我们希望我们将在未经勘测的地形上飞行，并且随着时间的推移，继续转移到特征不明显的机场。所以出现不良着陆的概率会更高。”
  
 安此前曾表示，如果着陆失败，Ingenuity就会停飞。
  
 Ingenuity要想飞行，有几个因素必须达到。直升机自主飞行，用它的相机跟踪火星的表面特征以进行导航。所以它的相机镜头上不能有太多的灰尘，因为这可能会干扰导航。
  
 加速对直升机的机械和导航系统也是一种挑战。
  
 Ingenuity的首席飞行员霍瓦尔·格里普在最近的一次简报中说：“我们通过拍摄下面的地面图像来导航，当我们在地面上行驶得更快时，这些图像中的特征会更快地从你身边消失。”
  
 在试飞期间，美国宇航局的工程师能够通过按下紧急降落按钮来防止坠机。但是在火星上，他们无法施加这种控制。无论这之后发生什么，美国宇航局的工程师已经认为Ingenuity的任务是成功的。
  
 Ingenuity的车辆系统负责人珊娜·威瑟-马瑟最近在Reddit上写到：“如果Ingenuity在第一次飞行后坠毁，我们仍然达到了几个巨大的里程碑，包括成功发射，在途中充电，以及成功地进入、下降和着陆。”
  
 (加美 财经 专稿，抄袭必究)
  
 #NASA火星直升机#、#火星飞行#、#记录创造#
  
 作者：王木木
  
 责编：carrie

5. 从人类飞行最远的旅行者1号，到火星探测器机遇号

从人类飞行最远的旅行者1号，到火星探测器机遇号

6. 机智号成功首飞！时隔118年人类在又一颗行星实现飞行梦想

  出品：科普中国 
    制作：太空精酿 
    监制：中国科学院计算机网络信息中心 
   1903年12月17日，地球。莱特兄弟驾驶着比空气重的“飞行者一号”飞机，实现了在地球大气中持续且受控的动力飞行，人类从此进入飞行时代。飞机极大拓展了人类四肢能够延展的空间，推动人类进入全球化时代。
      2021年4月19日，火星。在预装软件控制下，“机智号”直升机在火星大气中完成了30秒悬停，这是人类飞行器首次在地外天体大气中持续且受控的动力飞行， 标志着人类深空探测进入崭新的“飞行”时代。 
   火星是地球的近邻，是颗类地行星，与地球有着相似的演化 历史 与未来。这里有大气、水、有机物的存在，表面积与地球陆地总面积接近，各类资源丰富。它处在太阳系内宜居带上，关于火星生命的探寻一直是探测焦点之一。因此，这里也集中了人类对行星际空间探测的技术极致。
      在机智号出现之前，共有四种火星探测方案。惊鸿一瞥的“飞掠”，登高望远的“环绕”，观天测地的“降落”和自由移动的“巡视”，整体难度越来越大。
   其中，“飞掠”任务仅是早期技术不成熟或其他任务兼职探测火星时使用。环绕器能全方位研究火星和中继信号，但无法详细研究火星表面；着陆器能仔细研究火星表面的各种细节，但无法移动；巡视器（火星车）可以随处移动，但速度略慢，例如好奇号火星车在着陆9年内才爬行了25.1千米，平均每天行驶距离还不足8米。
   按照任务复杂度和实际预算对比，常规任务的逻辑基本是“ 环绕的比不过着陆的 ， 着陆的比不过巡视的 ”。而机智号成功后，则有能力为这个逻辑再加一句“ 巡视的比不过飞行的 ”。因为它能在3-5米的空中飞行，最大水平速度可以达到10米/秒，单次飞行往返距离可达100米级别，远超火星车的能力范围。
   这是火星探测前所未有的新技术，大幅拓展了研究空间尺度和可获取的信息量。毅力号火星车和机智号直升机组合，也代表了火星探测的新高度。
   前往火星是第一道难关。不过机智号并不是个独立任务，它主要依托于毅力号火星车，在前往火星之旅中它处于折叠状态并被保护起来，牢牢固定在毅力号底部，毅力号通过“脐带”为它提供能量和技术支持。在确认测试区域后，机智号才展开并被释放到火星表面，与毅力号仅通过天线保持无线沟通。
      火星表面白天气温可以超过20摄氏度，夜晚时可以低到100摄氏度以下，昼夜温差巨大。火星的磁场极弱，抵御强烈宇宙辐射的效果近乎为零，辐射环境复杂。早在火箭发射和着陆火星阶段，机智号还要面对剧烈的振动和冲击。因此，能顺利踏上火星表面并独立生存的机智号，可谓已经经历过重重磨难的洗礼。
   在火星上飞行并非易事，最大挑战在于火星表面的空气密度和气压还不足地球表面的1%，且变动较大，这相当于地球在约30千米高度的大气状态。而在地球上，珠穆朗玛峰的高度就已经是直升机的飞行禁区。为此，科学家们需要解决一系列棘手的问题。
      首先，要尽可能减轻重量，这是任务成功的关键，对于要携带众多核心结构和仪器的机智号也是最大的挑战。小小的机智号上，需要很多必备部件。例如，一片用以获取能量的太阳能电池板，两对用来提供足够升力、直径达1.2米的碳纤维旋翼和驱动电机，六块用以储存太阳能和给所有仪器设备供电的特制锂离子电池，一个装载所有核心处理设备、温控系统和控制系统等的机身，一台高清相机等科研仪器，一个通信天线，一套融合了惯性传感器、太阳敏感器、视觉里程计、导航相机和激光高度计等的复杂导航系统，以及四条支撑腿等核心结构。它还要高度智能，因为地火距离导致的通信时延使得人类不可能控制它飞行。
   所有的设计都必须做到尽量轻、强度高、耐冲击、耐振动、耐温差、耐辐射，最后的机智号被“浓缩”为整体质量仅有1.8千克的“小不点”，是科研人员们“绞尽脑汁”的成果。 考虑到它8500万美元独立预算，平均每克的成本高达4.7万美元/克，是黄金单价的近1000倍！ 
      其次，要尽可能获得大且稳定的升力。机智号的碳纤维旋翼被设计成了共轴反转式系统，这种设计传动系统更加简单，可以回避掉常规直升机必须携带的尾桨，再加上可折叠设计，让占用的体积空间大幅减少。同时，共轴旋转的转动惯量小，抗侧风能力更强，悬停和飞行状态更加稳定，非常适合机智号的应用需求。不过这些设计还是不够，“天下武功，唯快不破”，它需要大幅增加转速以满足升力需求。它的设计转速高达2400转/分，极限情况下甚至可以做到更高，这已经远超地球上直升机的旋转速度。
       不过，这里如果要写个致谢，首要功臣还应该是火星 。它表面的引力加速度仅为地球的38%左右，这让机智号的重量仅相当于在地球上0.7千克物体对应的重量，这是它能飞起来的核心原因。
   机智号身背诸多“人类首次”。最核心的使命是完成技术测试，预计在任务期间内完成5次飞行任务，为火星探测和地外天体探测 探索 新的技术维度。因此，它的科学研究功能并不复杂，主要聚焦于拍摄高分辨率地面图像，发回毅力号。由于近乎贴地飞行，它核心科学相机拍摄的彩色图片覆盖范围更广、分辨率更高，对于了解毅力号周边环境有很大意义，相当于为它赋予了一双“火眼金睛”。然而，仅5次飞行任务，还包括首飞的短期悬停测试，可想而知并不能真正提升毅力号的研究能力。飞行期间，毅力号还要聚焦于它，为它留下火星飞行的美丽合影。
      这次测试任务的成功，不仅彻底打开了人类对于火星探测的技术发展空间，也为其他带有大气层的地外天体探测开辟了新思路，甚至可能成为主要探测方式。例如，泰坦是土星最大的卫星，那里有着稠密的氮气和甲烷主导的大气，惠更斯号着陆器曾经在2005年实现了着陆的伟大壮举。在未来的任务规划中，美国宇航局（NASA）已经确定了“蜻蜓号”任务，它就是个纯粹的飞行器，利用旋翼飞行系统 探索 泰坦的大气和地表，预计收获的科研价值远超定点着陆器。人类所熟知的金星，是个大气密度远超地球的地方，飞行器也是探测它的最佳方案之一。此外，木星、土星、天王星、海王星，也都拥有浓密大气层，未来的探测器设计思路，也会被这次火星飞行测试成功所影响。
      让人欣慰的是，科学家们也把一份极致的浪漫通过机智号带到火星。机智号太阳能电池板下的一条电缆上，覆盖的是一小片“飞行者一号”机翼上覆盖用的蒙皮。时隔118年后，它见证了人类飞行梦想在另一颗星球的起飞。未来，人类的星辰大海之旅还将见证越来越多的飞行奇迹。
   这些珍贵的探测器，不仅为人类延展了四肢，让我们能跨越时空触碰这些星球。还为人类延展了大脑，让我们时刻憧憬着星辰大海的梦想。

7. 尽管面临巨大挑战 但NASA“机智号”完成了第九次飞行

 据外媒SlashGear报道， 美国宇航局（NASA）宣布，其小型火星直升机“机智号”（Ingenuity）成功完成了第九次也是迄今为止最具挑战性的飞行，标志着这个能力惊人的飞行器的一个新里程碑。 与过去的飞行不同，NASA利用最近的飞行让“机智号”面对“具有挑战性的地形”，更不用说充足的旅行距离了。
      重要的是要记住，“机智号”的设计仅仅是作为一种技术演示--也就是说，证明在红色星球上驾驶直升机是可能的。就像那些前往火星的漫游车一样，“机智号”成功地超越了它的基本目的，实现了更多的里程碑。
   “机智号”显然是在空中飞行的，但它下面的地形很重要。这是因为NASA团队设计导航系统的方式，该系统被赋予了一种算法，可以理解它所认为的平坦的地形。这使得在不太平坦的地形上的飞行对直升机来说很棘手，当它被赋予在它没有编程理解的土地上飞行的任务时，它就会面临错误。
      尽管其导航系统的性质，NASA决定挑战“机智号”，让它飞越Séítah地区，该地区足够崎岖不平，甚至“机智号”漫游车也难以应付。由于漫游车无法帮助科学家了解这一地区，NASA决定利用这次“机智号”飞行来获得他们对该地区“主要科学目标 ”的第一次特写照片。
   除了成功飞越这个崎岖不平的区域，“机智号”还打破了其以往的飞行速度和持续时间。随着本周早些时候飞行的成功完成，NASA表示，它预计将在下周某个时候收到“机智号”拍摄的彩色图像。

8. 机智号直升机在火星完成第10次飞行，总飞行距离超过1英里

NASA的机智号直升机在上周六，成功完成了火星上的第10次飞行，它的总飞行距离超过了1英里（约 1.60 公里），累计拍摄了43张13兆像素的彩色图像和809张黑白导航图像。 
     
 
  
  
  这次飞行经过了一个名为“凸起的山脊”的区域，具有很大的 探索 价值——假如当初有水流经过凸起的山脊，那将是寻找火星过去生命证据的理想地点。 
     
 
  
  
  等机智号传回的图像数据完成了地表地形立体建模后，地面团队将安排毅力号前往进行 探索 ，甚至是钻探样本。 
  
  第10次飞行是机智号直升机目前为止最为复杂的飞行尝试，整个飞行路线包括了10个航点，飞行高度为12米，飞行时间持续大约165秒。 
     
 
  
  
  机智号起飞后，向西南偏南飞行约50米，在第2个航点拍摄了南向视角的第一张关于“凸起的山脊”的照片，然后在第3个航路点再拍摄一张同向照片——这两张照片会被重叠生成一张立体图像； 
  
  向西飞行到航路点4和5后，同样各拍摄了一张照片成组，以此类推，西北方向的航点6和7，8和9再各拍了一组共4张。 
  
  完成拍摄工作的机智号最终转向东北，降落在距离起飞点以西约95米处。 
     
 
  
  
  从毅力号腹部落地后的机智号直升机，至今已经在火星上存活了107个火星日，比预期多了76个火星日；期间，它共进行了10次飞行，在第6次时遇到严重故障，险些坠毁；它还通过远程更新，进行了两次飞行软件的升级，提高了飞行能力和彩色图像的拍摄能力。 
  
  作为在地球之外的星球上第一架成功起飞的受控动力飞行器，未来还会继续刷新记录。#NASA机智号完成第10次飞行#