很难强调NASA的火星直升机所超越的里程碑 —— 机智号(Ingenuity) —— 的重要性。
2021年,这架小型直升机与毅力漫游车一起降落在火星。今年1月25日,美国国家航空航天局宣布,这架飞行器必须进行紧急着陆,因为它的一个转子受损,任务结束。
这提醒我们,太空探索仍然是困难的。但机智号号在火星上的三年证明,在火星上进行动力控制飞行是可能的。
这架小直升机的飞行时间比计划的要长得多,飞得比许多人想象的更高更远。除了这次火星实验,旋翼飞行器的成功为其他使用飞行器探索行星和卫星的任务铺平了道路。
第一次登月是静态的。1969年可能是太空探索最重要的一年,阿波罗11号和阿波罗12号将宇航员带到月球表面,但1970年是行星探索的一年。
1970年,我们第一次在另一颗行星金星上软着陆。第一个从月球运送到地球的机器人样本。以及第一个绕着另一个物体(也是月球)行驶的机器人探测器。
从那时起,经过50多年的行星探索和技术发展,只有少数成功的地表任务,能够移动的就更少了。1970年至1985年间,曾有十几个静止着陆器造访过金星,此后再也没有。
从漫游者到直升机
在1997年探路者着陆器(Pathfinder)和旅居者(Sojourner)火星车抵达之前,人类在1971年至1976年间只成功登陆过三次火星。2005年,欧洲惠更斯号(Huygens)宇宙飞船降落在土星的卫星泰坦上。
这些到达火星表面的尝试是罕见的、极其困难的,而且从历史上看,着陆器几乎没有移动过。然而,美国宇航局的“勇气号”、“机遇号”、“好奇号”、“毅力号”火星探测器和中国的“祝融号”都超出了它们的设计,飞得越来越远。
机智号飞了起来
实际上,这不是第一个飞行的航天器。早在1985年,前苏联就在金星上空漂浮的织女星1号和2号任务中部署了气球。但机智号(Ingenuity)拥有控制、摄像头和连接。它从一个全新的视角拍摄了火星车和火星的照片。它引起了全世界的注意,俘获了我们的心。
在莫斯科,游客有机会能看到织女气球和第一辆月球车的模型和复制品。它们给我留下的印象比美国宇航局加利福尼亚喷气推进实验室(JPL)使用的孪生火星探测器更深刻。前苏联的任务更大胆,更与众不同,而且是几代人以前的任务。
机智号是大胆的、独创的、全新的。它拍摄的照片,毅力号,发现从携带它下火星的下降舱中丢弃的技术,以及从鸟瞰图中看到的火星景色,都令人惊叹。与此同时,毅力号还拍摄了机智号在空中飞行的视频。这是它以前从未见过的。
未来的航班
然而,机智号在到达那里时经历了一段艰难的旅程。整个火星2020任务(毅力号、独创号及其运输系统)都是突然的。
在美国国家航空航天局退出欧洲航天局的ExoMars项目(其中包括火星探测器任务)后,美国航天局开始自行开发ExoMars项目。这个后来被命名为“毅力号”的探测器,从宣布到概念再到开发和发射只用了7年半的时间。
起初,机智号并不包括在飞船上。作为一个想法,它是在2020年火星开发阶段提出的,但遭到了严重反对。它增加了额外的复杂性、成本、风险和新的故障模式。它也是由一个工程目标驱动的,有可能有一点外联 —— 有机会向公众传达任务的科学和工程。
机智号不会持续很长时间。它的设计是为了证明直升机在稀薄的火星大气层中飞行。它针对一个月内的五次短途飞行。可能的结果包括硬着陆、倾覆、太阳能电池板被灰尘覆盖时失去电力,或者在远离火星车时失去通信(这种情况发生过好几次)。
但它远远超出了预期,在火星表面存活了三年,甚至经历了一个尘土飞扬的季节,并进行了72次飞行。它的成功很大程度上得益于火星上现有的通信网络。
机智号接收指令并将数据传输给毅力号,毅力号与一系列卫星进行通信,其中包括欧洲外火星痕量气体轨道器、美国宇航局的Maven航天器和火星侦察轨道器。反过来,它们又与地球上的两个深空网络进行通信,这两个网络是世界各地的无线电天线系统,用于指挥和跟踪航天器。
经过50年的行星探索才达成这个成就,但我们已经可以看到机智号的任务对未来探索的影响。下一个行星际旋翼飞行器将是飞往土星卫星土卫六的蜻蜓号(Dragonfly)。
这将是一个非常不同的独创性。它将重达一吨左右,用八个旋翼飞行。这是一个巨大的飞行器,设计用于在土卫六厚厚的大气层中飞行。
下一个红色星球任务之一将是火星样本返回,旨在收集由毅力号准备和储存的火星土壤样本容器。这项工作原计划由一辆探测车来完成,但机智号的成功引发了用直升机来完成这项工作的想法。
机智号为我们打开的未来是令人兴奋的。我们将在火星和金星上看到直升机,在金星上看到更多的气球,在木星和土星冰冷的卫星下游泳的飞行器,甚至可能还有一两架飞机。
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又是遥遥领先,总是遥遥领先!
此乃科技之奇迹,仿鸟飞行器之创新,实乃人类智慧的结晶。然而,战争之道在于实际应用,而非虚幻的科幻幻想。
你小子!这些外星人的世界真是让人好奇啊!听说美国人又搞出了一个飞机,能在火星上飞行,还能在那个恶劣的环境中进行动力控制。