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usdt法币交易api接口(www.caibao.it):此时现在,一架无人机正在火星腾飞

admin2021-11-12124

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若是一切顺遂的话,此时现在,在地球的邻人火星上,一架名叫机智号的无人机正在腾飞,成为首个在地球以外的星球上御风航行的人造物体。

毅力号火星车和飞翔中的机智号无人机艺术想象 | NASA/JPL-Caltech/PIA23963

根据现在的设计,机智号最快会在北京时间今天(4月19日)15点30分腾飞。

而它在火星上的首次亮相,则是在今年3月21日,NASA的毅力号火星车上岸火星的第30个火星日。

那天,在火星上一直开着好好的毅力号,突然“哐当”一声,从车底抛下了一个吉他箱形状、石墨复合质料的“新鲜”罩子。

被这个罩子小心珍爱、一直藏在毅力号车底的,即是这架破费8500万美元的机智号无人机了。

毅力号机械臂顶端的紫外拉曼光谱仪夏洛克配套的相机华生拍摄的车底 | NASA/JPL-Caltech/MSSS/PIA24448

搭“顺风车”来火星

着陆火星,阴险异常,可怜瘦小又柔弱的机智号自己显然是搞不定的,只能靠抱毅力号火星车的“大腿”了。

为了把首个火星无人机平安带上火星,毅力号项目组可以说是操碎了心。工程师把机智号小心折叠起来,牢牢靠定在毅力号火星车底,又罩上珍爱罩。

毅力号车底的无人机和罩上珍爱罩的样子 | NASA/JPL-Caltech

就这样,机智号无人机搭上毅力号火星车的顺风车,被一同塞入气动外罩内,发射前往火星。

装入气动外罩的毅力号火星车和机智号无人机 | NASA/JPL-Caltech/KSC/PIA23925/haibaraemily

“老母亲”毅力号经由6个半月的漫长航行来到火星四周,又经由“恐怖七分钟”,于2021年2月18日着陆火星外面。机智号无人机也随之来到了这颗红色星球。

毅力号火星车借助空中吊车着陆火星艺术想象 | NASA/JPL-Caltech

着陆一个月后,毅力号火星车抛下无人机珍爱罩,驱车前往机智号的升降场。这是毅力号就近物色的一片平展、无障碍物的区域,机智号接下来的试飞,就将从这里腾飞和下降。

机智号无人机的航行区域。着陆区四周彩虹 *** 域是影像合成造成的失真,并不是真实存在的颜色 | NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/PIA24494/haibaraemily

不外,没有了工程师的现场辅助,这个和“母体”星散的历程相当精致而漫长

这个“孩子”,生了八天

工程师给机智号设计了一套“自行解绑”的流程。

1)解锁无人机与火星车之间的绑定装置(毅力号着陆后的第36个火星日完成)

2021年3月26日,毅力号华生相机拍摄 | NASA/JPL-Caltech/MSSS/PIA24441

2)通过自旋摆动,解放半边机身,睁开其中两条腿(第37个火星日完成)

2021年03月28日,毅力号华生相机拍摄 | NASA/JPL-Caltech/MSSS/PIA24442

3)继续旋转直至机身完全垂直(第38个火星日完成)

2021年03月29日,毅力号华生相机拍摄 | NASA/JPL-Caltech/MSSS/PIA24443

4)睁开剩下两只腿(第39个火星日完成)

2021年3月30日,毅力号华生相机拍摄 | NASA/JPL-Caltech/MSSS/PIA24449

5)充电(第39-43个火星日完成)。睁开所有四条腿之后,无人机处于距火星外面13厘米的悬空状态,“头顶”和毅力号火星车的“腹部”依然保持毗邻,由毅力号通过“脐带”为机智号太阳能板的6块锂电池充满电――这也是机智号最后一次从“母体”获取能源,一旦切断毗邻,它就只能靠自己获取太阳能和保温了。

2021年4月3日,机智号无人机彩色相机拍摄的首张照片,此时无人机还在火星车底,可见火星车两个轮子 | NASA/JPL-Caltech/PIA24437

6)星散(第43个火星日完成)。切断无人机顶部和火星车“腹部”的毗邻,火星车迅速开走,让无人机尽快沐浴在阳光下充电。

毅力号驶离机智号CG场景 | NASA/JPL-Caltech and Lockheed Martin Space [1]

至此,无人机和火星车的“解绑”流程终于所有完成。

但下一个挑战才刚刚最先:着陆区杰泽罗撞击坑一带夜间温度低达零下90℃,能易如反掌地冻坏无珍爱的电路原件和电池等部件,刚刚切断“脐带”的无人性能否在恶劣的火星环境下独自存活下来?产房外的工程师主要万分(bushi)。

2021年4月4日,第44个火星日来临,机智号传回了好新闻。这个坚韧的小家伙顺遂渡过了首个火星夜晚,证实了自己完全具备自主充电、防寒、保暖的能力

2021年4月4日,毅力号后避障相机拍摄,注重此时机智号的旋翼还在锁定状态 | NASA/JPL-Caltech/PIA24541

接下来,就是机智号在火星大展身手的时刻了。

火星腾飞,唯快不破

然而,在火星腾飞可太难了。

只管火星外面重力加速率只有地球的三分之一,但这点优势在火星稀薄的大气眼前微不足道。火星外面大气压仅有地球的0.6%,在这样的星球上开无人机,若何腾飞就是最大的难题。

机智号的应对之法也很直接:首先是桨叶只管长,但自身尽可能轻小。整个机智号仅重1.8公斤总长1.2米的桨叶接纳了轻质的碳纤维泡沫质料,仅有一个纸巾盒巨细的机身主体里满满当当地塞了电池、中央盘算机、惯导、激光测高计、倾斜计、加速率计、陀螺仪和两个相机这一大堆仪器[2,3],堪称空间治理大师。

机智号机身主体仅有纸巾盒巨细(13.6×19.5×16.3厘米) | NASA/JPL-Caltech

在尽可能压缩自身质量体积的基础上,接下来就是暴力破解了。天下武功,唯快不破。机智号项目组通过频频盘算和试验,试探出了能提供足够火星升力所需的无人机转速

试验证实,模拟火星环境中的桨叶转速到达2277转/分钟以上时,机智号的无人机模子能稳固完成腾飞、上升、悬空、平移、旋转和返回等一系列操作。

2018年1月30日,机智号项目组在喷气动力实验室(JPL)的7.6米尺寸空间模拟舱室开展的机智号无人机模子航行测试 | JPLraw[4]

由此看来,项目组最终把机智号的航行转速定在2400转/分钟左右,首飞转速设为2537转/分钟,应当是很有掌握能在火星飞起来的了。

不外别着急,剪完“脐带”的机智号也不是立马就飞的,究竟这么贵的无人机,可不得战战兢兢地仔细检查几遍嘛。飞炸了可就欠好玩了。

小心测试,不行就延

机智号原设计于北京时间4月12日上午10:54首飞[5],但这个设计时间可能由于种种缘故原由而推迟。

从星散到首飞时代,项目组会对无人机的旋翼、驱动电机、惯导等装备举行测试,并凭证毅力号的火星气象站(MEDA)实时丈量的气压、风速等一系列气象数据做出气象预告,评估合适的腾飞条件和时机

然后…… 它就真的由于测试出了问题而延期了

4月7日,机智号顺遂解锁了旋翼[6]。

锁定的旋翼vs. 解锁的旋翼,毅力号桅杆相机(Mastcam-Z)拍摄 | NASA/JPL-Caltech

4月8日,机智号顺遂完成了50转/分钟的旋翼慢速旋转测试[6]。

毅力号着陆后的第48个火星日,毅力号的桅杆相机拍摄 | NASA/JPL-Caltech/ASU

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但4月9日,机智号的旋翼高速旋转测试出了点问题,于是首飞被延期到了4月14日之后[7]。

传回的数据显示无人机自己没啥事儿,只是项目组需要升级一下航行软件……NASA示意升级也不难,就是跨星球上传指令和测试对照慢……嗯,想象一下,一位程序员熬夜向火星上传代码的画面

4月16日,再来一次的旋翼高速旋转测试,总算是顺遂完成了。

根据最新设计,机智号不早于北京时间今天下昼15:30左右首飞[8]――若是各项测试和检核过关,气象条件也合适的话

以是,此时现在,机智号总算真的要飞了(吧)。

五次试飞,难度加码

由于地火通讯的延迟,远在地球的工程师无法真实“操作”无人机的航行,所有的操作和判断都要靠无人机自主完成。机智号的义务窗口为30个火星日(也就是约31个地球日),在此时代,项目组同谋划了至多5次航行测试

首飞义务最为简朴。完成飞前检查之后,机智号将在升降场启动旋翼,在12秒内把转速0从升至设计的2537转/分钟,然后花约莫6秒时间飞到3米高处,悬停约30秒,下降,回到升降场。

机智号“平平无奇”的首飞设计 | 参考文献[3]

机智号的机身底部安装了激光高度计(LiDAR)导航相机,辅助无人机探知自身的位置和高度,确保首飞稳固停留在升降场中央而不飞偏[6]。

除了可以垂直向下拍摄低分辨率是非照片(50万像素)的导航相机,机智号底部还安装了另一个彩色相机,能以一个倾斜向下的角度拍摄高分辨率照片(1300万像素,四舍五入都快遇上你的智能手机了呢)。

机智号底部的LiDAR和相机位置 | NASA/JPL-Caltech/PIA23969/haibaraemily

这些仪器在试飞历程中获取的工程数据和拍摄的火星外面照片,将在无人机下降之后通偏激星车传回地球,供项目组剖析和还原无人机的航行状态。

虽然只是简朴的起和落,但机智号首飞的意义最为重大。哪怕仅仅是稳固地在火星上空悬停几十秒,这也将是人类深空探索史上的里程碑,主要性堪比一百多年前莱特兄弟“航行者一号”(Wright Flyer)的首次航行――事实上,机智号的这次首飞也被NASA称为火星上的“莱特兄弟时刻”[5]。

1903年12月17日,奥维尔・莱特担任驾驶员完成了“航行者一号”的首次航行,威尔伯・莱特在跟跑 | Library of Congress/PIA24434

若是首飞乐成,接下来的至多4次航行测试将逐步提升难度和庞漂亮,实验飞得更高(5米)更远(60米),甚至可能不返回升降场,而是下降在新的目的点上[9]。

机智号无人机多种可能的航行蹊径示意图 | NASA/JPL-Caltech/PIA24496/haibaraemily

这些载入史册的排场,毅力号火星车固然不会错过,必须活跃在吃瓜最前线。装备着相机和麦克风的毅力号已经驶达距升降场65米开外的“观景区”,届时它将作为首位“火星前线记者”,为我们带来literally有声有色的机智号航行报道

前排吃瓜――毅力号火星车的“观景区”位置。NASA将这个观景区命名为“范・齐尔”,以纪念NASA已故科学家Jakob van Zyl | NASA/JPL-Caltech/haibaraemily

机智号没有携带任何科学仪器,它的焦点目的是验证无人机在一颗遥远星球上保温、充电、自主航行、摄影等诸多手艺

不外,若是测试顺遂、照片质量够好的话,机智号拍摄的照片也有可能为毅力号火星车的科学探测和行驶提供指导。固然,这些都是锦上添花的事了。

机智号无人机航行事情示意图 | NASA/JPL-Caltech

火星上的一小步,太阳系的一大步

在机智号试飞的一个月里,毅力号会停留在观景区一带,作为通讯中转站为机智号和地球通报信息。这是火星上属于机智号的一个月。

待到整个试飞期竣事后,毅力号才会正式最先火星探索之旅,向它的目的――杰泽罗撞击坑中的三角洲驶去。

毅力号火星车之后的行进蹊径(蓝色和紫色二选一)| NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/PIA24486

随着火星车越开越远,机智号终将被永远抛在死后,它的电池会耗尽、信号会丢失,最终成为一座被风沙掩埋的小小纪念碑,永远停留在它最后一次下降的地方。

2021年4月6日(第46个火星日),毅力号的华生相机拍摄的“同框照”。此地一为别,孤蓬万里征。 | NASA/JPL-Caltech

不外,机智号并不伶仃,和它相伴的,尚有一块来自莱特兄弟“航行者一号”的蒙皮布。这块邮票巨细的蒙皮布被包裹在机智号太阳能电池板下的电缆上,将和机智号一同耸立在火星上,纪念着人类首次挑战火星无人机航行的壮举,也一同宣示着,人类挑战天空航行的雄心,今后向着地球以外的星球上延伸

“航行者一号”的一小块蒙皮布,被包裹在机智号太阳能电池板下面的电缆上 | NASA/JPL-Caltech

2026年,NASA的另一艘无人机义务蜻蜓号将起程前往土星最大的卫星――土卫六泰坦。这是现在太阳系中已知的唯逐一颗拥有浓密大气层的卫星,想必在这里开无人机,会比火星容易许多吧。

蜻蜓号无人机在土卫六上的事情设想图 | NASA

终有一天,无人时机成为人类探索其他星球的主要弥补手段:探测器们将不仅能围绕着星球探测,或是在固态星球上着陆驰骋,还将能在火星、木卫六这样有一定大气的星球上御风而行,用无人机开拓我们的探测视野。

未来的无人机辅助人类探索火星想象图 | NASA/JPL-Caltech

若是一切顺遂的话,云云科幻的未来就将在这样一个平平无奇的周一下昼最先走进现实。

让我们和毅力号一起屏息静候,期待机智号传回地球以外首次御风航行乐成的喜报吧!

参考文献

[1] Video | Testing the Mars Helicopter Delivery System

https://mars.nasa.gov/resources/25081/testing-the-mars-helicopter-delivery-system/

[2] https://mars.nasa.gov/technology/helicopter/

https://www.jpl.nasa.gov/news/press_kits/ingenuity/landing/mission/

[3] Golombek, M., Balaram, J., Maki, J., Williams, N., Grip, H., & Aung, M. (2020, March). Mars Helicopter on the 2020 Rover Mission. In Lunar and Planetary Science Conference (No. 2326, p. 2096).

[4] JPLraw | NASA Ingenuity Mars Helicopter Testing Media Reel

https://www. *** .com/watch?v=nAQxNd3uBN0

[5] NASA's Mars Helicopter to Make First Flight Attempt Sunday

https://mars.nasa.gov/news/8915/nasas-mars-helicopter-to-make-first-flight-attempt-sunday/

NASA Ingenuity Mars Helicopter Prepares for First Flight

https://www.jpl.nasa.gov/news/nasa-ingenuity-mars-helicopter-prepares-for-first-flight

[6] NASA’s Mars Helicopter to Make First Flight Attempt Sunday

https://www.jpl.nasa.gov/news/nasa-mars-helicopter-to-make-first-flight-attempt-sunday

[7] Mars Helicopter Flight Delayed to No Earlier than April 14

https://mars.nasa.gov/technology/helicopter/status/291/mars-helicopter-flight-delayed-to-no-earlier-than-april-14/

[8] NASA to Attempt First Controlled Flight on Mars As Soon As Monday

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-to-attempt-first-controlled-flight-on-mars-as-soon-as-monday

[9] Science | In a first, NASA’s helicopter will fly over Mars next month

https://www.sciencemag.org/news/2021/03/first-nasa-s-helicopter-will-fly-over-mars-next-month

作者:haibaraemily

编辑:Steed

一个AI

你们人类又要见证我们AI开创历史了呢!

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