打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
险些坠毁!火星直升机第6次飞行,差点坠毁在火星,只因一个误差

人类历史上第一台在其他天体上进行飞行尝试的无人机,在第六次飞行的时候差点坠毁,NASA的技术人员们吓出一身冷汗!

北京时间2021年2月19日,毅力号火星车成功在耶泽洛陨石坑着陆。和它一起着陆的,还有附着在毅力号上的一台无人机——机智号。这是人类历史上首次尝试在其他天体上进行飞行探测,被大家寄予厚望。

这是一台非常迷你的无人机,总质量仅有1.8公斤,通过太阳能为锂电池供电。由于火星大气比地球稀薄得多,因此机智号的四片旋翼的尺寸也比同样大小的其他无人机要大得多,并且拥有着每分钟2400转的高转速。

4月19日,在着陆的整整2个月后,机智号无人机完成了首次试飞。它先是垂直升到了3米的空中,然后逗留了30秒的时间,进行了一个转身后回到地面上,一切顺利。

(图片说明:机智号飞行动画)

在接下来一个月的时间里,机智号又完成了4次试飞,前几次折返任务顺利完成后,最后还离开毅力号火星车,踏上了一条独自探索的路线。

5月22日,毅力号火星车任务的第91个火星日。当时火星的天空非常晴朗,是个风和日丽的好日子。这样的天气非常适合机智号无人机任务的执行,既可以平稳地飞行,又可以清晰地拍摄到火星图像。NASA的技术人员决定,进行第六次机智号飞行任务。

根据计划,机智号要垂直上升到10米的空中,然后向西南方飞行150米,在这个时候转向正南方飞行15米,拍摄图像后掉头朝东北方飞行50米左右,降落休息,全程速度约为每秒4米。

(图片说明:本次任务中机智号在10米空中拍摄的火星图像)

然而,就在它刚刚完成第一段飞行的时候,意外就发生了,机智号无人机突然变得不正常了。据NASA喷气推进实验室负责控制机智号的技术人员Håvard Grip描述,当时机智号的速度突然发生变化,身体也开始反复摇摆。而这样的飞行模式,一直持续到整个第六次飞行任务结束。

Grip还说,根据机智号身上的传感器传回的数据,在这段215米长的路线的最后65米飞行途中,机智号的摆动幅度甚至达到了20度,并且功率消耗也一度达到了峰值。所幸的是,最终机智号还是有惊无险地完成了任务,平稳着陆,NASA技术人员们悬在半空中的心,也随着机智号一起安全地落下了。

(图片说明:机智号第六次任务飞行过程)

机智号团队后来分析后发现,无人机之所以会出现问题,主要原因在于它的导航方式。机智号有一套机载惯性测量模组,可以随时给它定位,并调整速度和飞行姿态。为了实现这个功能,它就离不开一台重要的设备——导航相机。

这个相机可以每隔30秒拍摄一张图像,然后针对不同时间拍摄的不同照片,判断上面这些信息。如果二者有出入,直升机就会调整速度和姿态。说简单点,这就类似于汽车的自动驾驶功能——这也是没办法的,火星和地球之间的信号传输需要十几甚至几十分钟,地面技术人员不可能实时操控,所以火星上的设备都要有这样自主行动的功能。

问题就出现在导航相机上。在飞行到第54秒的时候,因为一个意外,导航相机传输的图像中有一张图像丢失了。于是,后来的每一张图像都向前移动了“一步”,所以和它们本身的时间就全都错位了。这就导致了多米诺骨牌效应,以至于每一张图片都对不上它自己的时间。形象地比喻一下,就好像你穿衣服系错了一个纽扣,后面也就会全都系错。

在接下来的飞行过程中,机智号本身意识不到这一点。明明实际上飞行得很正常,但它以为自己飞行过程出现了问题,于是就按照错误的图像-时间数据不断调整自己的飞行模式,一路摇摇摆摆地飞行了。最终,它的降落还算平稳,降落地点和预计的目标也不超过5米,算是有惊无险。

之所以这个过程没有摧毁机智号,是因为一个提前的设计。工程师们给机智号设计了一个功能,那就是当图像误差不超过一米时,可以选择忽略。这个设计的最初目的,是为了防止火星上的灰尘导致导航相机的误判,不过这一次阴差阳错地挽救了机智号,也算是意外收获。

NASA方面也表示:凡事都要从两面来看,这一次意外也不算是彻底的坏消息,这至少证明了他们对于无人机的设定还是靠谱的,在遭遇意外的情况下,机智号无人机还是能够及时作出调整,拯救自己。同时也让NASA的技术人员们发现无人机的问题,未来加以避免。

在未来,无人机的外星球探测将是一种有效的手段。根据NASA的计划,在10年之内,他们也希望能够开发一台名叫“蜻蜓号”的直升机,到土星的卫星——土卫六上进行探测,寻找生命的痕迹。

(图片说明:蜻蜓号无人机)

别看机智号无人机飞行距离比较短,速度看起来也不快,它毕竟只是人类历史上的第一次。未来,人类的飞行器将会自由地在其他星球上穿梭,没准比地球上的直升机还要快……

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
机智号直升机即将在火星起飞!
NASA公布了机智号直升机在空中俯拍的第一张火星彩色照片
NASA的火星无人机在升空前的最后测试里停机
毅力号携小型直升机亮相火星,起飞在即,火星生命能否“实锤”?
创造历史!来自地球的无人机在火星起飞,NASA 用这种方式致敬莱特兄弟
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
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服