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火星直升机完成第四次飞行 滞空117秒往返超260米

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5月1日消息,当地时间周五,美国国家航空航天局(NASA)的灵巧号火星直升机完成第四次飞行任务,其升至距离火星表面16英尺(约合4.8米)的高度,向南飞行了436英尺(约合132.9米),并顺利返回起点。

一周半前,灵巧号火星直升机顺利完成火星首飞,开创了人类制造飞行器在另一个星球进行动力飞行的历史。本周五灵巧号完成的第四次飞行比以往任何时候都飞得更远更快。

图示:灵巧号火星直升机在第四次飞行中所拍摄的画面

美国东部时间周五上午10点49分,灵巧号火星直升机在火星正午时分升空。在升至距离火星表面4.8米的高度后,其向南飞行了132.9米,掠过岩石、沙丘和小陨石坑。灵巧号在空中盘旋,用所携带相机拍照,然后飞回起点。

这次飞行距离是五天前飞行距离的两倍多。灵巧号此次飞行时间为117秒,而第三次飞行为80秒;而且此次灵巧号飞行速度更快,最高时速达到8英里(约合12.9公里)。

在当天早些时候的新闻发布会上,NASA宣布将把灵巧号的寿命再延长30天。现在远程控制灵巧号的工程师们已经证明飞行器可以在火星稀薄的空气中飞行。接下来他们将探索如何利用火星直升机协同毅力号火星车,从空中对火星表面进行探索。

灵巧号项目经理米米昂(MiMi Aung)在周五举行的新闻发布会上表示,“可以说灵巧号即将从技术演示阶段顺利毕业。”

灵巧号使用寿命原定为30个火星日。NASA原计划火星直升机寿命到期后就不再飞行。NASA耗资27亿美元打造的毅力号火星车于今年2月份登陆火星,而高仅1.6英尺(0.4米)、重4磅(1.8千克)的灵巧号火星直升机则是毅力号火星车的补充探索设备。

灵巧号使用寿命的延长不仅反映出飞行计划的成功,也反映出毅力号火星车项目团队探索周边火星环境的渴望。毅力号火星车位于45公里宽的杰洛陨石坑内。科学家们曾预计,火星车会前往一个古老干涸的河流三角洲,在那里是寻找火星是否存在过生命的迹象。

“我们找到了一个幸运的地点,”加州理工学院星球化学教授、毅力号火星车项目科学家肯尼斯·法利(Kenneth Farley)在电子邮件中说。他说,这个地点“为我们调查此前几乎不可能看到的火星岩石提供了一个好机会。”

科学家们希望毅力号火星车至少能收集到一份岩石样本,以便在后续任务中送回地球。通过对岩石年代的测定可以确定湖泊首次充满水时的火星年龄。

法利预计,毅力号将花费数百个火星天来探索杰洛陨石坑中距离火星车不到1.6公里的地方,也就是需要花费相当于地球上一年多的时间。

现在毅力号火星车的任务重点将转为在火星表面进行科学观测。这意味着毅力号火星车将不再拍摄灵巧号直升机在空中飞行的照片和视频。

“我们确实很关注直升机,”火星车项目副经理詹妮弗·特罗珀(Jennifer Trosper)在新闻发布会上说,“现在我们要把注意力移走一些。”

在第四次飞行中,灵巧号用所携带的相机寻找未来飞行的新起点。其第五次飞行将进行一次抵达新地点的单程飞行,随后在5月份进行一到两次飞行。

米米昂说,这架直升机可以执行侦察任务,帮助规划毅力号的行驶路线,对火星车无法抵达的崎岖不平地区进行拍照,还可以生成关于火星表面的立体图像。


图示:灵巧号火星直升机在第三次飞行中拍摄的毅力号火星车

她说:“从这次实验中吸取的教训对未来空中探索任务很有用。”

本周四灵巧号曾进行过一次飞行尝试,但本月早些时候遇到的一个问题重复出现。

在4月9日的一次测试中,直升机旋翼在没有起飞的情况下全速旋转,启动所花费时间比预期要长。最终灵巧号计算机没有进入飞行模式,而是关闭了发动机。在为期一周的故障排除过程中,工程师们开发了软件修复程序,但没有安装。因为最新软件仍有可能引发更大问题,就像升级计算机操作系统有可能导致系统崩溃一样。何况这台计算机在距离地球2亿公里之外的火星,崩溃风险甚至更高。

工程师们最终选择了一个更简单的解决方案:保持灵巧号直升机上的软件不变,但调整从地球发送到火星的命令。这在很大程度上能解决问题,但并不是一个完美的解决方案。消除了这个问题,但它不是一个完美的解决方案。在地球上进行的测试显示,仍有15%的几率发生时差错误。

但工程师们也知道,如果再出现问题,他们总可以第二天再试一次。所幸周五的第二次尝试非常顺利。

如果灵巧号能继续运行并被证明有用,NASA就继续延长它的使用寿命。

米米昂和灵巧号首席工程师鲍勃·巴拉拉姆(Bob Balaram)说,这架直升机的设计寿命只有30个火星日,谁也不知道直升机到底能工作多久。但巴拉拉姆也表示,灵巧号的运行寿命并不是一定的。直升机通过太阳能电池板充电,动能不会耗尽。

灵巧号飞行的最高速度可能看起来并不是特别快,但这架直升机必须在没有地球工程师帮助的情况下飞越火星,并使用朝下摄像机来绘制火星表面图像。如果飞得太快,直升机可能会失去定位信息,甚至可能会坠毁。

虽然直升机旋翼足以产生更多升力,但灵巧号这次的飞行高度没有超过前三次的4.8米。在很大程度上这是因为直升机所使用的高度计。高度计通过记录发射激光并从地面反射回来的时间来测量高度。

巴拉拉姆说,4.8米的高度刚刚好,可以获得用于导航的分辨率最佳图像。

“在某些特定地点,直升机完全可以升得更高,”巴拉拉姆说。直升机可以上升到9.6米左右,“提供一些对火星车或科学家有用的全景图像。”(辰辰)

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