NASA 的火星直升机 Ingenuity 结束了三年后在这颗红色星球上的任务

经过 梅根·巴特尔斯

在火星红色天空中翱翔近三年后， NASA 的 Ingenuity 直升机 永久接地。

该机构于 2020 年 7 月发射了这架四磅重的小型直升机，“聪明号”搭乘美国宇航局毅力号火星车腹部的便车前往火星。 纸巾盒大小的工艺品 于 2021 年 4 月进行首次飞行。 这架直升机是作为为期一个月的技术演示而推出的，其设计目的是仅进行五次跳跃，以证明动力飞行在这颗红色星球上是可能的。

相反，“聪明号”坚持了近 1000 个火星日，成为汽车大小的“毅力号”的长期侦察兵，让行星科学家能够鸟瞰他们想要探索的地形。 在此过程中，这架小飞机激发了科学家、工程师和太空迷的灵感 想象一个新的未来，其中直升机 定期飞往红色星球及更远的天空。

NASA 行星科学部主任 Lori Glaze 在 1 月 25 日的新闻发布会上表示：“说它超出了预期，这几乎是一种轻描淡写的说法。”独创性绝对打破了我们的探索范式，引入了空中机动的新维度。 ”

在有证据表明“聪明号”在 1 月 18 日的最近一次飞行（也是第 72 次飞行）中，至少一个旋翼叶片在接地过程中受损后，美国宇航局结束了这次任务。那次飞行被设计为一次短距离垂直飞行，以测试“聪明号”的飞行能力。上一次航班意外提前结束后的系统。 但在小测试跳跃期间，通信提前关闭，表明存在问题。

1 月 20 日，直升机的操作人员与这架小型直升机重新建立了联系，他们原本希望让“聪明号”再次飞行。 但最后一次飞行后拍摄的一张照片显示了一个受损的转子尖端的影子——它的长度可能损失了四分之一——在微红色的火星沙上。 损坏表明转子在下降过程中撞到了表面。

“对于直升机来说，经历叶片撞击通常就意味着结束，”美国宇航局喷气推进实验室的独创性项目经理泰迪·察内托斯在新闻发布会上说。 查内托斯表示，最近几次飞行中的地形显得特别平淡且难以导航，有可能引发两次错误着陆，最终导致飞机坠毁。 他还指出，工程师认为其他叶片的部分或全部也已损坏。

也就是说，任务还没有完全结束。 美国宇航局仍需要进行最终测试并下载直升机上保留的数据。 目前，“毅力”号距离我们还太远，无法看到“独创”号，不过查内托斯表示，“毅力”号火星车可能离得足够近，可以拍摄到一些低质量的照片。

考虑到独创号发射时，根本无法保证它能够飞行，这次任务的任期尤其引人注目。 火星大气层的密度仅为地球大气层的 1%，因此红色星球直升机的桨叶没有太多空气来产生升力。 为了弥补这一缺陷，Ingenuity 漫游车的旋转速度令人难以置信，在正常情况下每分钟旋转 2,400 转，当季节变化使大气层变得更加稀薄时，旋转速度甚至更快。

但“独创”号沉着地适应了它的飞行程序。 在这架直升机顺利完成预定的五次飞行后，美国宇航局决定让这架飞机一直飞行下去。 总而言之，这架直升机飞行了两个多小时，覆盖了火星地面 10.5 英里，在旋翼故障之前达到了近 80 英尺的峰值高度。

尽管“聪明号”永远不会再次飞行，但美国宇航局工程师已经在建造它的后继者，包括 测试下一代转子叶片 在模拟行星际空间的条件下以接近音速的速度。 特别是，Ingenuity 的巨大成功启发 NASA 将两架更先进的直升机纳入其设计中 陷入困境的火星样本返回任务。 在那次任务期间，一架直升机可以收集毅力号目前藏匿的火星岩石样本——尽管由于预算和时间安排的问题，该任务的未来在不断变化。

但美国宇航局并不局限于直升机，也不局限于红色星球。 它还在努力建设一个 四轴飞行器无人机将在土星最大的卫星泰坦上空航行。 目前计划于 2028 年中期发射的“蜻蜓”号任务将跨越土卫六奇怪的类似地球的水冰岩表面，上面覆盖着碳氢化合物沙丘，以及充满甲烷和乙烷的湖泊和河流。

得益于“独创”号的数十次飞行，这些未来的飞机将在离开地球时更好地了解星际航空任务的运作方式。

“每一次飞行都为我们提供了宝贵的数据宝库，”查内托斯说。 “独创性是基于理论的。 我们现在掌握了事实，未来的飞机设计将依赖于我们收集的所有数据。”