一架造價8500萬美元的無人機正在火星起飛
日期: 2021-04-20 10:49:19 來源:南京新航線教育培訓學院
來源:果殼
在地球的鄰居火星上,一架名叫機智號的無人機正在起飛,成為首個在地球以外的星球上御風飛行的人造物體。
毅力號火星車和飛翔中的機智號無人機藝術想象 | NASA/JPL-Caltech/PIA23963
那天,在火星上一直開著好好的毅力號,突然“哐當”一聲,從車底拋下了一個吉他箱形狀、石墨復合材料的“奇怪”罩子。被這個罩子小心保護、一直藏在毅力號車底的,便是這架花費8500萬美元的機智號無人機了。
毅力號機械臂頂端的紫外拉曼光譜儀夏洛克配套的相機華生拍攝的車底 | NASA/JPL-Caltech/MSSS/PIA24448
搭“順風車”來火星
著陸火星,兇險異常,可憐瘦小又柔弱的機智號自己顯然是搞不定的,只能靠抱毅力號火星車的“大腿”了。
為了把首個火星無人機安全帶上火星,毅力號項目組可以說是操碎了心。工程師把機智號小心折疊起來,牢牢固定在毅力號火星車底,又罩上保護罩。
毅力號車底的無人機和罩上保護罩的樣子 | NASA/JPL-Caltech
就這樣,機智號無人機搭上毅力號火星車的順風車,被一同塞入氣動外罩內,發(fā)射前往火星。
裝入氣動外罩的毅力號火星車和機智號無人機 | NASA/JPL-Caltech/KSC/PIA23925/haibaraemily
“老母親”毅力號經過6個半月的漫長飛行來到火星附近,又經過“恐怖七分鐘”,于2021年2月18日著陸火星表面。機智號無人機也隨之來到了這顆紅色星球。
毅力號火星車借助空中吊車著陸火星藝術想象 | NASA/JPL-Caltech
著陸一個月后,毅力號火星車拋下無人機保護罩,驅車前往機智號的起落場。這是毅力號就近物色的一片平坦、無障礙物的區(qū)域,機智號接下來的試飛,就將從這里起飛和降落。
機智號無人機的飛行區(qū)域。著陸區(qū)附近彩虹色區(qū)域是影像合成造成的失真,并不是真實存在的顏色 | NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/PIA24494/haibaraemily
不過,沒有了工程師的現(xiàn)場幫助,這個和“母體”分離的過程相當精細而漫長。
這個“孩子”,生了八天
工程師給機智號設計了一套“自行解綁”的流程:
1. 解鎖無人機與火星車之間的綁定裝置(毅力號著陸后的第36個火星日完成)。
2021年3月26日,毅力號華生相機拍攝 | NASA/JPL-Caltech/MSSS/PIA24441
2. 通過自旋擺動,解放半邊機身,展開其中兩條腿(第37個火星日完成)。
2021年03月28日,毅力號華生相機拍攝 | NASA/JPL-Caltech/MSSS/PIA24442
3. 繼續(xù)旋轉直至機身完全垂直(第38個火星日完成)。
2021年03月29日,毅力號華生相機拍攝 | NASA/JPL-Caltech/MSSS/PIA24443
4. 展開剩下兩只腿(第39個火星日完成)。
2021年3月30日,毅力號華生相機拍攝 | NASA/JPL-Caltech/MSSS/PIA24449
5. 充電(第39~43個火星日完成)。
展開全部四條腿之后,無人機處于距火星表面13厘米的懸空狀態(tài),“頭頂”和毅力號火星車的“腹部”依然保持連接,由毅力號通過“臍帶”為機智號太陽能板的6塊鋰電池充滿電——這也是機智號最后一次從“母體”獲取能源,一旦切斷連接,它就只能靠自己獲取太陽能和保溫了。
2021年4月3日,機智號無人機彩色相機拍攝的首張照片,此時無人機還在火星車底,可見火星車兩個輪子 | NASA/JPL-Caltech/PIA24437
6. 分離(第43個火星日完成)。
切斷無人機頂部和火星車“腹部”的連接,火星車迅速開走,讓無人機盡快沐浴在陽光下充電。
毅力號駛離機智號CG場景 | NASA/JPL-Caltech and Lockheed Martin Space [1]
至此,無人機和火星車的“解綁”流程終于全部完成。
火星上的一小步,太陽系的一大步
在機智號試飛的一個月里,毅力號會停留在觀景區(qū)一帶,作為通訊中轉站為機智號和地球傳遞信息。這是火星上屬于機智號的一個月。
待到整個試飛期結束后,毅力號才會正式開始火星探索之旅,向它的目標——杰澤羅撞擊坑中的三角洲駛去。
毅力號火星車之后的行進路線(藍色和紫色二選一)| NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/PIA24486
隨著火星車越開越遠,機智號終將被永遠拋在身后,它的電池會耗盡、信號會丟失,最終成為一座被風沙掩埋的小小紀念碑,永遠停留在它最后一次降落的地方。
2021年4月6日(第46個火星日),毅力號的華生相機拍攝的“同框照”。此地一為別,孤蓬萬里征。 | NASA/JPL-Caltech
不過,機智號并不孤單,和它相伴的,還有一塊來自萊特兄弟“飛行者一號”的蒙皮布。這塊郵票大小的蒙皮布被包裹在機智號太陽能電池板下的電纜上,將和機智號一同矗立在火星上,紀念著人類首次挑戰(zhàn)火星無人機飛行的壯舉,也一同宣示著,人類挑戰(zhàn)天空飛行的雄心,從此向著地球以外的星球上延伸。
“飛行者一號”的一小塊蒙皮布,被包裹在機智號太陽能電池板下面的電纜上 | NASA/JPL-Caltech
2026年,NASA的另一艘無人機任務蜻蜓號將動身前往土星最大的衛(wèi)星——土衛(wèi)六泰坦。這是目前太陽系中已知的唯一一顆擁有稠密大氣層的衛(wèi)星,想必在這里開無人機,會比火星容易許多吧。
蜻蜓號無人機在土衛(wèi)六上的工作假想圖 | NASA
將來的無人機輔助人類探索火星想象圖 | NASA/JPL-Caltech
終有一天,無人機會成為人類探索其他星球的重要補充手段:探測器們將不僅能環(huán)繞著星球探測,或是在固態(tài)星球上著陸馳騁,還將能在火星、木衛(wèi)六這樣有一定大氣的星球上御風而行,用無人機開拓我們的探測視野。