即使在死亡後,NASA 的 Ingenuity 直升機仍在幫助我們了解。
這架小型飛機在稀薄的火星大氣層中飛行了近三年史詩般的時間,就像工程奇蹟一樣,於 2024 年 1 月 18 日結束了其主要任務。
它的最後一次飛行既悲傷又勝利:直升機的計劃只是總共 31 天,卻在這顆紅色星球表面上空完成了令人瞠目結舌的 72 次飛行。
這些飛行期間收集的數據告訴我們很多關於火星的信息,以及如何應對它對人類探索的挑戰。現在,美國太空總署噴射推進實驗室和國防承包商 AeroVironment 的工程師正在完成他們的調查。
這也令人興奮:這是有史以來第一份針對另一顆行星進行的飛機事故報告,其距離提出了一些獨特的挑戰。
“在一億英里之外進行事故調查時,你沒有任何黑盒子或目擊者,”控制論工程師兼機器人專家 Håvard Grip 說道噴射推進實驗室。
“雖然根據現有數據,多種情況都是可行的,但我們認為最有可能的是一種情況:缺乏表面紋理,導致導航系統無法使用的信息太少。”
Ingenuity 的第 72 次也是最後一次飛行正常開始。這架小型直升機原本應該只是升起,盤旋一會兒,拍一些照片,然後再次著陸——這是一次例行的外出,進行一些偵察並測試直升機的系統。
第一部分進行得很順利。 Ingenuity 啟動旋翼,升空,在 12 公尺(40 英尺)高空盤旋約 20 秒,同時拍攝了一些照片。
它的下降是事情變得混亂的地方,但目前還不完全清楚是如何發生的。在離地面約 1 公尺處,「聰明號」與「毅力號」火星車失去了聯繫,後者充當了與地球的通訊中繼站。
通訊重新建立後傳回的圖像顯示,Ingenuity 號在地面上轉子損壞無法修復。
在檢查了所有可用的證據後,地球上的工程師相信他們已經確定了墜機的根本原因。
直升機配備了一個朝下的攝影機,能夠以每秒 30 幀的速度拍攝火星表面的影像。
導航系統查看每張影像的時間戳記以了解其拍攝時間,並使用此資訊根據相機所看到的內容進行比較應該當時已經看到了。如果這不能疊加,直升機就會調整其位置、速度和姿態。
為了做到這一點,相機會挑選出火星表面的特徵,例如卵石紋理或岩石(火星上有很多岩石)。但當直升機起飛進行第 72 次飛行時,它位於 Jezero 隕石坑的沙區相對缺乏表面特徵。
正如我們在 2021 年 5 月所了解的,當直升機突然失控旋轉時,Ingenuity 能夠測量其行駛速度。就在那時,獨創性恢復了。
2024 年 1 月,相機找不到可追蹤的表面特徵,這意味著 Ingenuity 無法確定它應該以多快的速度下降。它落地的速度比應有的快得多。這本身並不是問題;問題在於。這就是接下來發生的事情。
根據美國太空總署的重建,強烈的撞擊導致直升機俯仰和滾動,對所有四個旋翼造成壓力,使它們在最薄弱的地方折斷,大約是每個葉片尖端長度的三分之一。這種損壞導致旋翼系統振動,其中一個葉片從根部完全脫落,使直升機的電子設備超載,並切斷通訊以進行補償。
那架小型直升機將不再飛行。但它的其他儀器仍然可以運行,這意味著我們仍然可以從它接收數據,包括有關火星天氣和它自己的設備的數據。這兩種數據都將有利於未來火星探測的規劃。
“由於 Ingenuity 的設計目標是價格實惠,同時需要大量的計算機能力,因此我們成為第一個在深空飛行商用現成手機處理器的任務,”工程師 Teddy Tzanetos 說道噴射推進實驗室。
“我們現在已經接近四年的連續運行,這表明並不是所有東西都需要更大、更重和抗輻射才能在惡劣的火星環境中工作。”
有關墜機事件的技術報告應在未來幾週內發布。