即使在死亡后,NASA 的 Ingenuity 直升机仍在帮助我们了解。
这架小型飞机在稀薄的火星大气层中飞行了近三年史诗般的时间,就像工程奇迹一样,于 2024 年 1 月 18 日结束了其主要任务。
它的最后一次飞行既悲伤又胜利:直升机的计划只是总共 31 天,却在这颗红色星球表面上空完成了令人瞠目结舌的 72 次飞行。
这些飞行期间收集的数据告诉我们很多关于火星的信息,以及如何应对它给人类探索带来的挑战。现在,美国宇航局喷气推进实验室和国防承包商 AeroVironment 的工程师正在完成他们的调查。
这也令人兴奋:这是有史以来第一份针对另一颗行星进行的飞机事故报告,其距离提出了一些独特的挑战。
“在一亿英里之外进行事故调查时,你没有任何黑匣子或目击者,”控制论工程师兼机器人专家 Håvard Grip 说道喷气推进实验室。
“虽然根据现有数据,多种情况都是可行的,但我们认为最有可能的是一种情况:缺乏表面纹理,导致导航系统无法使用的信息太少。”
Ingenuity 的第 72 次也是最后一次飞行正常开始。这架小型直升机原本应该只是升起,盘旋一会儿,拍一些照片,然后再次着陆——这是一次例行的外出,进行一些侦察并测试直升机的系统。
第一部分进行得很顺利。 Ingenuity 启动旋翼,升空,在 12 米(40 英尺)高空盘旋约 20 秒,同时拍摄了一些照片。
它的下降是事情变得混乱的地方,但目前还不完全清楚是如何发生的。在距地面约 1 米处,“聪明号”与“毅力号”火星车失去了联系,后者充当了与地球的通信中继站。
通信重新建立后传回的图像显示,Ingenuity 号在地面上转子损坏无法修复。
在检查了所有可用的证据后,地球上的工程师相信他们已经确定了坠机的根本原因。
直升机配备了一个朝下的摄像头,能够以每秒 30 帧的速度拍摄火星表面的图像。
导航系统查看每张图像的时间戳以了解其拍摄时间,并使用此信息根据相机所看到的内容进行比较应该当时已经看到了。如果这不能叠加,直升机就会调整其位置、速度和姿态。
为了做到这一点,相机会挑选出火星表面的特征,例如卵石纹理或岩石(火星上有很多岩石)。但当直升机起飞进行第 72 次飞行时,它位于 Jezero 陨石坑的沙区相对缺乏表面特征。
正如我们在 2021 年 5 月了解到的,当直升机突然失控旋转时,Ingenuity 能够测量其行驶速度。就在那时,独创性恢复了。
2024 年 1 月,相机找不到可跟踪的表面特征,这意味着 Ingenuity 无法确定它应该以多快的速度下降。它落地的速度比应有的要快得多。这本身并不是问题;问题在于。这就是接下来发生的事情。
根据美国宇航局的重建,强烈的撞击导致直升机俯仰和滚动,对所有四个旋翼造成压力,使它们在最薄弱的地方折断,大约是每个叶片尖端长度的三分之一。这种损坏导致旋翼系统振动,其中一个叶片从根部完全脱落,使直升机的电子设备超载,并切断通信以进行补偿。
小型直升机将不再飞行。但它的其他仪器仍然可以运行,这意味着我们仍然可以从它接收数据,包括有关火星天气和它自己的设备的数据。这两种数据都将有利于未来火星探测的规划。
“由于 Ingenuity 的设计目标是价格实惠,同时需要大量的计算机能力,因此我们成为第一个在深空飞行商用现成手机处理器的任务,”工程师 Teddy Tzanetos 说道喷气推进实验室。
“我们现在已经接近四年的连续运行,这表明并不是所有东西都需要更大、更重和抗辐射才能在恶劣的火星环境中工作。”
有关坠机事件的技术报告应在未来几周内发布。