NASA|NASA火星车跑路了!丢下一架直升机,严峻的考验正等着它


NASA|NASA火星车跑路了!丢下一架直升机,严峻的考验正等着它
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毅力号火星车跑路了 , 留下了一架小直升机 。
别紧张!这只是美国宇航局(NASA)耗资8500万美元的小机灵直升机(Ingenuity) , 从毅力号火星车腹部释放到火星地面 , 准备开始它的火星之旅 。
【NASA|NASA火星车跑路了!丢下一架直升机,严峻的考验正等着它】毅力号已向前移动 , 小机灵已完全暴露于火星的阳光之下 , 开始为人类第一个飞行器第一次翱翔外星的天空做准备 。
小机灵伫立在火星的风中 , 好奇地打量着这个和地球迥然不同的星球 , 感觉有些膨胀 , 也有些飘 。 毕竟火星的大气压力只有地球的0.6% , 重力只有地球的38% , 任谁到了那儿都会觉得飘和膨胀 。
但再飘 , 再膨胀 , 一个最严酷的现实已经让小机灵极寒而栗——如何活过火星第一个酷寒的夜晚 。
火星夜晚的温度可以降到零下90度 , 比地球上最寒冷的南极测得的最低温度(89.2℃)还要低 , 任何血肉之躯 , 在那儿飘得再凶 , 膨胀得再大 , 到晚上都会冻成一坨冰疙瘩 。
小机灵是机器人 , 没有血肉 , 但也需要保持体温 , 否则就要和火星第二天的太阳说拜拜了 。
躲在毅力号腹部的时候 , 小机灵是靠毅力号的电力系统保持温度 , 现在离开了 , 一切就得靠自己了 。 所以它得抓紧时间充电 , 并和地球上的工程师保持联络 , 接受指令 。
小机灵的体重是1.8公斤 , 但电池就占了约六分之一 , 达273克 。 这是6个索尼锂电池 , 容量为35–40 Wh , 三分之一可用于飞行 , 三分之二得拿来给主要部件 , 包括电池自己和敏感电子设备保温 , 通过一个加热器使其内部在火星晚上保持7摄氏度的温度 , 这绝对是一个巨大的挑战 。
NASA的工程师们正在为它祈祷 , 希望在火星的明天早上 , 还能和小机灵聊聊天 , 谈谈人生和火星天气 , 这样的话测试准备工作就有望继续进行 , 并在11日进行第一次测试飞行 。 否则的话 , 一切就只有免谈了 , 所以大家都很忐忑 , 小机灵自己更是忐忑 , 毕竟能不能见到明天的火星太阳 , 就看今天晚上这一锤子买卖了 。
趁着小机灵还在忐忑的时候 , 再透露一些小机灵的“机密”数据 。 小机灵的大脑是一块高通骁龙801芯片 , 使用了Linux操作系统 , 携带了陀螺仪、视觉里程表、倾斜传感器、激光高度计和危险检测器等传感器和装置 。
由于火星磁场不一致 , 无法用指南针导航 , 因而小机灵使用了集成在惯性导航系统中的太阳跟踪相机 , 运用相机跟踪特征获得的速度估算值来控制视觉导航算法 , 通过高通处理器连接到两个飞行控制微控制器单元上 , 最终实现自主飞行的目的 。
小机灵使用了直径1.2米的反向旋转同轴旋翼 , 四个转子叶片可以每分钟2537转的速度高速旋转 , 叶片末端的线速度可以达到惊人的0.7马赫 。 这并不是小机灵在秀速度 , 秀威力 , 而是万般无奈之下 , 情非得已的选择 , 因为火星的空气太稀薄了 , 非得转这么快才能产生足够的升力让自己飞起来 。 这相当于在地球上要把直升机开到30000米的高空 , 目前还从未有旋翼飞行器到达这一高度 , 而且很可能永远也无法达到 。
小机灵可以提供火星地表的俯视图像 , 分辨率可比火星轨道上的相机高10倍 , 并且可以提供毅力号相机无法拍到的图像 , 充当毅力号的侦察机 , 帮助毅力号进入复杂困难的地形 。
小机灵使用低功耗的ZigBee无线电链路通信协议 , 以及安装在自身及毅力号上的900MHzSiFlex02芯片组来进行通信 , 最远可在1000米距离上以250Kb/s的速度传输数据 。
小机灵的设计其实只是为了演示在火星上的飞行 , 看看人类飞行器究竟能不能在火星上飞起来 , 所以其设计寿命仅为30天 , 每次飞行高度3至5米 , 飞行距离300米 , 时间3分钟 , 总共飞行五次就算大功告成 。 飞行的最大水平速度为10米/秒 , 垂直速度为3米/秒 。