今年早些时候,美国宇航局 (NASA) 直升机“独创号”(Ingenuity) 在火星上进行了 72 次令人难以置信的飞行后结束了其任务。这架直升机的飞行距离比计划远了 30 倍,并且是第一架在另一个星球上飞行的旋翼机,证明从空中探索遥远的世界是可能的。现在,美国宇航局公布了新的细节,说明到底是什么原因导致了这次任务的结束,以及它对未来任务中飞行直升机的了解。
Ingenuity 的最后一次飞行于 2024 年 1 月 18 日进行,当时直升机以一种称为“跳跃”的动作短暂升空。这架直升机配备了许多摄像头,投射到行星表面的阴影显示,直升机的一个旋翼桨叶失踪了,显然是在桅杆处分离的。但尚不清楚是什么造成了这种损害。
“在 1 亿英里之外进行事故调查时,你没有任何黑匣子或目击者,”Ingenuity 的第一位飞行员、美国宇航局喷气推进实验室的 Håvard Grip 说道。 “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。”
具有讽刺意味的是,问题似乎在于直升机下方的地面过于光滑且毫无特色。由于地球和火星之间的通信滞后,直升机必须能够自主操纵,因此它使用来自向下摄像头的数据来跟踪其在火星表面的运动。在这次特殊的飞行中,由于地表没有任何特征,直升机的计算机无法准确跟踪其速度,并且着陆得太重,从而造成了损坏。
进一步调查发现,可能的问题是“聪明号”撞击水面时用力过大,然后向一侧倾斜并翻滚。这意味着重量被施加在非常轻且脆弱的转子叶片上,导致所有四个叶片在尖端处折断。这会在系统中产生振动,导致一根叶片完全从桅杆上脱落。
这意味着“聪明号”无法再飞行,但它仍然每周一次向附近的“毅力”号火星车传输有关天气状况的数据。考虑到它的电子设备相当基础,这令人印象深刻。
“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,”Ingenuity 的项目经理 Teddy Tzanetos 说。 “我们现在已经接近四年的连续运行,这表明并非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。”
独创号任务取得了巨大成功,以至于美国宇航局已经计划在未来执行更多旋翼机任务。一个想法是使用另一架火星直升机作为火星样本返回计划的一部分,该直升机将比“聪明号”更大、更重,并且可以在探索中携带科学设备。
“独创性给了我们信心和数据来展望火星飞行的未来,”查内托斯说。