在紅色火星天空翱翔近三年後,美國宇航局的“機智號”直升機永久停飛。
該機構於2020年7月發射了這架四磅重的小型直升機,“機智號”搭乘美國宇航局“毅力號”探測器的腹部前往火星。這架紙巾盒大小的飛行器於2021年4月完成了首次飛行。作為為期一個月的技術演示而啟動,這架直升機旨在進行區區五次跳躍,以證明動力飛行在紅色星球上是可行的。
然而,“機智號”堅持了近1000個火星日,成為汽車大小的“毅力號”的長期偵察兵,為行星科學家提供了他們想要探索的地形鳥瞰圖。在這個過程中,這架小型飛機激發了科學家、工程師和太空愛好者的新未來想象,在這個未來中,直升機將定期飛上紅色星球及更遠的天空。
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美國宇航局行星科學部主任洛裡·格萊茲在1月25日的新聞釋出會上說:“毫不誇張地說,它已經超越了預期。” “‘機智號’絕對打破了我們對探索的認知,引入了空中機動性的新維度。”
美國宇航局在有證據表明“機智號”在1月18日最近一次也是第72次飛行中著陸時至少有一個旋翼葉片受損後,結束了這項任務。那次飛行被設計為一次短暫的垂直飛行,以測試“機智號”在上次飛行意外提前結束後系統的狀況。但在這次小型測試跳躍中,通訊過早中斷,預示著出現了問題。
在2024年1月18日的第72次飛行後,美國宇航局的“機智號”火星直升機拍攝了這張彩色影像,顯示了粗糙著陸期間損壞的旋翼葉片的陰影。圖片來源:NASA/JPL-Caltech
直升機的操控人員於1月20日重新建立了與這架小型直升機的通訊,他們曾希望讓“機智號”再次飛行。但是,在最後一次飛行後拍攝的一張影像顯示,一個受損旋翼尖端的陰影——可能失去了四分之一的長度——投射在紅色的火星沙地上。損壞情況表明旋翼在下降過程中撞擊了地面。
美國宇航局噴氣推進實驗室的“機智號”專案經理泰迪·贊內託斯在新聞釋出會上說:“對於直升機來說,旋翼葉片撞擊通常就意味著結束。” 贊內託斯說,最近飛行的地形看起來特別平坦且難以導航,這可能引發了導致飛機墜毀的兩次錯誤著陸;他還指出,工程師們認為其他一些或所有葉片也受到了損壞。
儘管如此,任務還沒有完全結束。美國宇航局仍然需要進行最終測試並下載仍然留在直升機上的資料。目前,“毅力號”離“機智號”太遠,無法看到它,儘管贊內託斯表示,探測器可能會靠近到足以獲得一些低質量的照片。
考慮到“機智號”發射時,沒有人能保證它是否能夠飛行,這項任務的永續性尤其引人注目。火星大氣層的密度僅為地球大氣層的1%,因此火星直升機的旋翼沒有足夠的空氣來產生升力。為了彌補這一點,“機智號”的旋翼轉速極快——在正常條件下為每分鐘2400轉,當季節變化使大氣層變得更稀薄時,轉速甚至更快。
但是,“機智號”以出色的表現進入了飛行例程。在直升機順利完成預定的五次飛行後,美國宇航局決定讓這架飛機儘可能長時間地飛行。總而言之,這架直升機飛行了兩個多小時,覆蓋了10.5英里的火星地面,在旋翼故障前達到了近80英尺的峰值高度。
儘管“機智號”將永遠不會再次飛行,但美國宇航局的工程師已經在建造它的後繼者,包括測試接近超音速的下一代旋翼葉片,模擬行星際空間的條件。特別是,“機智號”的巨大成功激勵了美國宇航局將一對更先進的直升機納入其陷入困境的火星樣本返回任務的設計中。在那次任務中,直升機可以收集“毅力號”目前正在儲存的火星岩石樣本——儘管由於預算和時間表方面的擔憂,該任務的未來尚不明朗。
但美國宇航局並沒有將自己侷限於直升機,也沒有侷限於紅色星球。它還在努力建造一架四軸飛行器無人機,以飛越土星最大的衛星泰坦的寒冷天空。“蜻蜓號”任務目前計劃於2028年中發射,它將跳躍穿過泰坦的奇特而類似地球的表面,那裡覆蓋著碳氫化合物沙丘和充滿甲烷和乙烷的湖泊和河流。
由於“機智號”數十次的飛行,未來的這些飛機將從對行星際空中任務如何運作的更好理解中獲得資訊。
贊內託斯說:“每一次飛行都為我們提供了寶貴的資料寶藏。” “‘機智號’是基於理論的。我們現在有了事實,未來的飛機設計將依賴於我們收集的所有資料。”
