美国宇航局聪明才智火星直升机准备第一次飞行

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火星聪明

美国国家航空航天局(NASA)计划在4月8日之前,首次尝试在另一个星球上进行有动力、有控制的飞行器飞行。

然而,在这架重4磅(1.8公斤)的旋翼飞机进行首次飞行之前,它和它的团队都必须完成一系列令人生畏的里程碑。

聪明才智仍然附着在美国宇航局坚持不懈的流动站的腹部,该腹部在火星上蹒跚而行。18. 3月21日,流动站部署了吉他案形石墨复合碎片,在着陆期间保护了聪明才智。车手目前正在过境到“机场”,其中聪明的意志会试图飞行。一旦部署,聪明才智将有30个火星天,或溶胶,(31地球日)进行其测试飞行竞选活动。

“1997年,当美国宇航局的‘旅居者’(Sojourner)探测器登陆火星时,它证明了在这颗红色星球上漫游是可能的,并彻底重新定义了我们探索火星的方式。”同样,我们也想了解未来科学研究中可能存在的独创性,”NASA总部行星科学部主任洛里•格莱兹说。“‘独创性’这个名字很恰当,它是一项技术演示,旨在成为在另一个世界进行的首次动力飞行,如果成功,将进一步扩大我们的视野,拓宽火星探索的可能性。”

在火星上以可控方式飞行比在地球上飞行困难得多。这颗红色星球有显著的重力(大约是地球的三分之一),但它的大气密度只有地球表面的1%。在火星的白天,火星表面接收到的太阳能只有地球白天接收到的太阳能的一半左右,夜间的温度会下降到零下130华氏度(零下90摄氏度),这可能会冻结和开裂不受保护的电子元件。

为了适应坚持不懈的流动站提供的可用住宿,聪明的直升机必须小。在火星环境中飞行,它必须重量轻。为了生存寒冷的火星夜晚,它必须有足够的能量来电源内部加热器。该系统 - 从其转子的性能稀释到其太阳能电池板,电气加热器和其他组件的空气中,已经在南加州南部的NASA射流推进实验室的真空室和测试实验室中进行了测试和重新测试。

六年前,我们采取的每一步都在飞机的历史上一直是未知的领土,“马斯·直升机首席工程师鲍勃巴拉兰队鲍勃巴拉罕说。“在部署到表面的同时将是一项重大挑战,在火星上第一晚的幸存下来,没有虎保护它并保持动力,将是一个更大的火车。”

部署直升机

在“聪明”号在火星上进行第一次飞行之前,它必须位于机场的正中央——一块33 × 33英尺(10 × 10米)的火星土地,选择它是因为它平坦且没有障碍物。一旦直升机和漫游者团队确认“恒心号”已经在机场内他们想要的位置,将直升机部署在火星表面的复杂过程就开始了。

“恒心号”火星直升机集成负责人法拉·阿里贝(Farah Alibay)表示:“就像直升机的所有工作一样,这种部署方式以前从未做过。”“一旦我们开始部署,就没有回头路了。一切活动都是紧密协调、不可逆转、相互依存的。如果有任何迹象表明事情的进展不像预期的那样,我们可能会决定推迟一个sol或更长时间,直到我们有更好的了解发生了什么。”

直升机部署过程大约需要6个sols(在地球上6天4小时)。在第一个sol中,在地球上的团队将激活一个螺栓断裂装置,释放一个锁定机制,在探测器发射和火星着陆期间,这个锁定机制帮助直升机牢牢地固定在探测器的腹部。在接下来的sol中,他们将发射一个电缆切割烟火装置,使机械手臂开始将直升机从水平位置旋转。此时旋翼机也将展开它四个着陆腿中的两个。

在部署程序的第三个sol中,一个小型电动马达将完成旋转,直到它卡住,使直升机完全垂直。在第四个sol的时候,最后两个着陆腿将突然到位。在这四个sol中,广角地形传感器(沃森)成像仪将在它逐渐展开飞行构型的过程中,对它的聪明才智进行确认拍摄。在它的最后位置,直升机将悬挂在火星表面约5英寸(13厘米)的地方。到那时,只需要一个螺栓和几十个微小的电触点就能把直升机和“毅力”号连接起来。在部署的第五个sol,团队将利用最后的机会,利用毅力作为电源,为独创性的六个电池充电。

他说:“一旦我们坚持不懈地割断绳子,把最后5英寸的绳子扔到水面上,我们希望我们的大朋友尽快开车离开,这样我们的太阳能电池板就能得到阳光,并开始给电池充电。”

第六,最后将溶胶部署阶段,团队需要确认三件事:创造力的四条腿坚决Jezero表面陨石坑,探测器做了,确实,开车大约16英尺(5米)远,这直升机和探测器都是通过机载无线电通信。这一里程碑还启动了30个太阳时钟,在此期间必须进行所有的飞行前检查和飞行测试。

“独创性是一个实验性的工程飞行测试——我们想看看我们是否能在火星上飞行,”MiMi Aung说,他是喷气推进实验室独创性火星直升机的项目经理。“船上没有科学仪器,也没有获取科学信息的目标。我们相信,我们想要在火星表面和高空获取的所有工程数据都可以在这30个太阳窗口内完成。”

与部署一样,直升机和流浪者团队将有条不紊地接近即将到来的飞行测试。如果团队错过或有关于重要的预检里程碑的疑问,他们可能需要一个或多个溶剂以更好地了解这个问题。然而,如果直升机在火星表面上的序列时期的第一个夜晚存活过,那么该团队将花费下一个溶剂,尽一切可能确保成功的飞行,包括挥动转子刀片并验证惯性测量单元的性能。尽管在旋转到2,537 rpm期间测试整个转子系统(虽然indenuity的着陆齿轮牢固地牢固地测试。

在火星上的第一次飞行测试

一旦团队准备尝试第一次飞行,仍然会收到和中继智能建议的聪明才智来自杰普使命控制器的最终航班指示。有几个因素将确定飞行的精确时间,包括局部风模式的建模加上火星环境动态分析仪(MEDA)仍然存在的持久性。聪明才智将使转子运行到2,537 rpm,如果所有最终的自检都看起来很好,请抬起。以每秒约3英尺(每秒1米)的速度攀爬,直升机将在表面上方10英尺(3米)以上长达30秒。然后,火星直升机将下降并触摸火星表面。

在第一次飞行发生后几个小时,仍然会使Indenuity的第一组工程数据以及来自Rover的导航摄像机和Mastcam-Z的图像和视频。从下行的数据从飞行后的第一个晚上下调,火星直升机团队希望能够确定他们的第一次尝试在火星飞行是成功的。

在接下来的sol中,所有在飞行中收集到的剩余工程数据,以及一些低分辨率的黑白图像,从直升机自己的导航摄像机,可以向下链接到喷气推进实验室。这一阶段的第三个sol,由直升机的高分辨率彩色相机拍摄的两幅图像应该会到达。火星直升机小组将利用所有可用的信息来决定何时以及如何推进下一次测试。

“火星很硬,”昂说。“我们的计划是,无论火星向我们扔来什么,我们都要像过去六年里处理每一个挑战一样——团结一致,坚持不懈,付出大量努力,再加上一点点智慧。”

一段历史

虽然聪明才智将尝试另一个星球上的第一个动力,受控飞行,但是在1903年12月17日,地球上的第一个动力受控飞行,在北卡罗来纳州Kitty Hawk附近的Kitty Hawk附近的Windswept Dunes。奥维尔和威尔堡威尔特在第一艘航班期间12秒内覆盖120英尺。赖特兄弟当天举行了四次航班,每个航班比以前的时间长。

莱特兄弟的飞机“飞行者”(Flyer)首次飞行时,覆盖其中一个机翼的一小部分材料现在被“聪明”号搭载。用绝缘胶带将一小块布包裹在位于直升机太阳能电池板下面的电缆上。从1901年开始,莱特夫妇使用了同样类型的材料——一种被称为“西方的骄傲”的未漂白棉布——来覆盖他们的滑翔机和飞机机翼。阿波罗11号的宇航员在1969年7月的标志性任务中,将另一块材料和莱特飞行器上的一小块木头碎片一起送往月球并返回。

更多关于创造力

这架独创的火星直升机是由喷气推进实验室建造的,该实验室也为NASA总部管理技术演示。它由NASA的科学任务理事会、NASA航空研究任务理事会和NASA空间技术任务理事会支持。雷竞技提现什么要求NASA的艾姆斯研究中心和兰利研究中心提供了重要的飞行性能分析和技术援助。

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。

通过NASA的STEM参与工具包,将创造力的兴奋带进教室和家庭。教育工作者、学生和家庭可以通过建造一架纸直升机或编写一款聪明的电子游戏来完成这项任务。

欲了解更多关于创造力的信息:

https://go.nasa.gov/ingenuity-press-kithttps://mars.nasa.gov/technology/helicopter

更多的毅力

“恒心号”火星任务的一个关键目标是天体生物学,包括寻找古代微生物生命的迹象。探测器将描述火星的地质和过去的气候,为人类探索这颗红色星球铺平道路,并将是第一个收集和隐藏火星岩石和风化层(破碎的岩石和灰尘)的任务。

随后,美国宇航局将与欧洲航天局(ESA)合作,向火星发射航天器,从火星表面收集这些密封的样本,并将它们送回地球进行深入分析。

喷气推进实验室由位于加州帕萨迪纳的加州理工学院为NASA管理,建造并管理“毅力”号漫游者的运行。

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