美国宇航局的火星直升机制作历史悠久的第一次飞行尝试 - “火星赖特兄弟时刻”

聪明才智直升机飞行

动画展示了美国宇航局的独创直升机在火星上飞行。来源:美国国家航空航天局

小型旋翼飞机的“莱特兄弟时刻”就是其中之一火星休闲间。

美国宇航局再过两天,人类将首次尝试在另一个星球上进行动力控制飞行器飞行。如果一切按计划进行,这架重达4磅(1.8公斤)的旋翼飞行器将于4月11日(星期日)当地太阳时间12:30(美国东部时间10:54,太平洋时间7:54)从火星的杰零陨石坑起飞,在离火星表面10英尺(3米)的上空盘旋30秒。位于南加州的NASA喷气推进实验室的任务控制专家预计将在第二天凌晨4点15分左右(美国东部时间凌晨1点15分)收到第一次飞行尝试的第一批数据。NASA电视台将在他们收到数据后对他们进行现场直播,并在美国东部时间凌晨3:30(太平洋时间凌晨12:30)开始解说。

“虽然聪明才智没有科学仪器,但小直升机已经在世界各地的情况下,由于未来的领导人遵循前所未有的第一架飞行,”NASA总部科学副管理员托马斯·Zurbuchen表示。“我们这样做的技术演示可以推动我们的经验的信封,并提供下一个任务和下一代可以建立的东西。就像伟大的灵感受到赖特兄弟的启发,未来的探险家将从这个使命中使用数据和灵感来起飞。“

聪明的刀片被释放

美国宇航局的聪明直升机解锁了它的刀片,让他们自由地旋转,2021年4月7日,第47号火星日或溶胶,这是特派团的。Mastcam-Z成像仪捕获了这张图片,Aboard NASA在以下Sol,4月8日,2021年4月8日。学分:NASA / JPL-CALTECH

火星直升机是一种高风险、高回报的技术演示。如果“智慧号”在它30个火星日的任务中遇到困难,它不会影响美国宇航局“毅力号”火星漫游者任务的科学聚会。

在火星上以受控的方式飞行比在地球上飞行得多。尽管火星的重力约为地球的三分之一,但直升机必须在氛围的帮助下飞行,该气氛的压力仅为地球的1%。如果成功,工程师将在火星上获得可宝贵的飞行中数据,以便与建模,模拟和在地球上进行的测试进行比较。美国宇航局也将获得在火星远程操作旋翼飞机的第一家经验。这些数据集对于潜在的未来火星任务将是非常宝贵的,可以争取下一代直升机,为其探索添加空中维度。

聪明才智开始旋转它的刀片

2021年4月8日,也就是任务的第48个火星日,NASA这架独创的直升机对其叶片进行了慢速旋转测试。这张照片是由美国宇航局“毅力号”火星漫游者上的导航摄像机拍摄的。信用:NASA / JPL-CALTECH

“从这个项目的第一天起,我们的团队就必须克服一系列看似不可克服的技术挑战,”MiMi Aung说,独创性的项目经理喷气推进实验室。“现在我们在火星上——安全的——我们第一次尝试飞行的前夕。我们带着永不言弃的态度走了这么远,有很多来自不同技术领域的朋友,还有一个喜欢将遥远的想法变成现实的机构。”

“火星很艰难,不仅当你着陆时,当你试图从它起飞并四处飞行时也是如此。”
- - - - - -Mimi Aung,Ingenuity项目经理

第一次飞行的解剖学

周日的飞行将是自主的,由独创的导航、导航和控制系统来驾驶。这主要是因为无线电信号需要15分27秒才能跨越火星和地球之间1.73亿英里(2.78亿公里)的距离。另一个原因是,关于这颗红色星球的一切都要求很高。

昂说:“火星很困难,不仅当你着陆的时候,而且当你试图从它起飞和周围飞行的时候。”“它的重力要小得多,但其表面的压力不到地球大气压力的1%。把这些东西结合起来,你就有了一种要求所有输入都正确的工具。”

“毅力号”月球车作为“智慧号”的通信基站,在收到地球当天发来的指令后,就会开始进行首次飞行测试。这些指令将从喷气推进实验室的任务控制中心通过NASA的深空网络传送到“毅力”号上的接收天线上。月球车停在大约215英尺(65米)外的“范·齐尔远眺”(Van Zyl Overlook)处,大约一小时后,月球车将向直升机发送指令。

范泽尔远眺,火星

NASA的火星2020坚持不懈的流浪者将观察到聪明的火星直升机在火星的动力控制飞行中的尝试被称为“VAR ZYL OVERCOOK”,jakob van Zyl之后。Van Zyl是南加州南部加州北美航空航天局喷气推进实验室的长期同事,导师和领导者。他在2020年8月出乎意料地逝世,大约一个月在推出坚持不懈之后。信用:NASA / JPL-CALTECH

然后,在美国东部时间晚上10点53分(太平洋时间晚上7点53分),独创性将开始进行无数的飞行前检查。直升飞机将重复它在三个sols之前执行的桨叶摆动测试。如果运行导航、导航和控制系统的算法认为测试结果可接受,它们将打开惯性测量单元(一种测量车辆方向和旋转的电子设备)和倾斜仪(测量坡度)。如果一切正常,直升机将再次调整旋翼桨叶的螺距,使它们在旋翼上升的早期不会产生升力。

旋翼叶片的旋转需要大约12秒从0转到2537转,这是第一次飞行的最佳速度。在最后一次系统检查后,旋翼叶片的螺距将再次改变——这一次是为了让它们能深入到火星表面附近大气中仅有的二氧化碳、氮和氩气分子中。稍后,在另一颗行星上的首次飞行试验将开始。

“这应该需要我们大约六秒钟才能攀登我们的第一架飞行的最大高度,”JPL的HåvardGrip表示,飞行控制引领聪明才智。“当我们击中10英尺时,聪明才智将进入一个应该持续的悬停 - 如果一切顺利 - 约30秒。”

当悬停时,直升机上的导航摄像机和激光高度计将把信息输入导航计算机,以确保“聪明”不仅保持在水平位置,而且还保持在33 × 33英尺(10 × 10米)的机场中部——火星上一块因其平坦且没有障碍物而被选择的土地。然后,火星直升机将下降,并在Jezero火山口表面着陆,通过不屈不挠将数据发送回地球,以确认飞行。

“毅力”号预计将使用其Navcam和Mastcam-Z成像仪获取飞行图像,图片预计将在当天晚上(4月12日星期一清晨,南加州)传回。直升机也将从它的角度记录飞行,一个彩色图像和一些低分辨率的黑白导航图片可能在第二天早上可用。

喷气推进实验室主任迈克尔·沃特金斯说:“莱特兄弟的首次飞行只有少数目击者,但谢天谢地,这个历史性的时刻被一张伟大的照片捕捉到了。”“117年后的今天,我们终于有机会通过火星上的机器人摄影师,分享第一次在另一个世界进行动力控制飞行的成果。”

更多关于聪明才智

聪明的火星直升机由JPL建造,这也是在华盛顿的美国宇航局总部设法这项技术示范项目。它得到了美国宇航局的科学,航空和太空技术任务理事会的支持。美国宇航局在加利福尼亚州的硅谷和美国宇航局在弗吉尼亚州汉普顿汉普顿兰利研究中心的AMES研究中心,提供了重大的飞行绩效分析和技术援助。

在美国宇航局总部,戴夫·莱弗里(Dave Lavery)是“火星直升机”的项目主管。在喷气推进实验室,MiMi Aung是项目经理,J. (Bob) Balaram是总工程师。

喷气推进实验室是由位于加州帕萨迪纳的加州理工学院为NASA管理的,它建造并管理了聪明的火星直升机的运作。

2评论关于“美国宇航局火星直升机历史性的首次飞行尝试——“火星莱特兄弟时刻”

  1. CICLAMIO雷特BARRETO|2021年4月10日上午11:29|回复

    事实上,这是火星上第一个“桑托斯·杜蒙”的时刻。
    我们讨论的是成功的自我可持续飞行。
    莱特兄弟的飞行不是这样的。

  2. 当然它会飞......它是地球的非常漂亮的部分,称为火星沙漠。

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