險些墜毀！火星直升機第6次飛行，差點墜毀在火星，只因一個誤差

人類歷史上第一台在其他天體上進行飛行嘗試的無人機，在第六次飛行的時候差點墜毀，NASA的技術人員們嚇出一身冷汗！

北京時間2021年2月19日，毅力號火星車成功在耶澤洛隕石坑著陸。和它一起著陸的，還有附著在毅力號上的一台無人機——機智號。這是人類歷史上首次嘗試在其他天體上進行飛行探測，被大家寄予厚望。

這是一台非常迷你的無人機，總質量僅有1.8公斤，通過太陽能為鋰電池供電。由於火星大氣比地球稀薄得多，因此機智號的四片旋翼的尺寸也比同樣大小的其他無人機要大得多，並且擁有著每分鐘2400轉的高轉速。

4月19日，在著陸的整整2個月後，機智號無人機完成了首次試飛。它先是垂直升到了3米的空中，然後逗留了30秒的時間，進行了一個轉身後回到地面上，一切順利。

（圖片說明：機智號飛行動畫）

在接下來一個月的時間裡，機智號又完成了4次試飛，前幾次折返任務順利完成後，最後還離開毅力號火星車，踏上了一條獨自探索的路線。

5月22日，毅力號火星車任務的第91個火星日。當時火星的天空非常晴朗，是個風和日麗的好日子。這樣的天氣非常適合機智號無人機任務的執行，既可以平穩地飛行，又可以清晰地拍攝到火星圖像。NASA的技術人員決定，進行第六次機智號飛行任務。

根據計劃，機智號要垂直上升到10米的空中，然後向西南方飛行150米，在這個時候轉向正南方飛行15米，拍攝圖像後掉頭朝東北方飛行50米左右，降落休息，全程速度約為每秒4米。

（圖片說明：本次任務中機智號在10米空中拍攝的火星圖像）

然而，就在它剛剛完成第一段飛行的時候，意外就發生了，機智號無人機突然變得不正常了。據NASA噴氣推進實驗室負責控制機智號的技術人員H?vard Grip描述，當時機智號的速度突然發生變化，身體也開始反覆搖擺。而這樣的飛行模式，一直持續到整個第六次飛行任務結束。

Grip還說，根據機智號身上的感測器傳回的數據，在這段215米長的路線的最後65米飛行途中，機智號的擺動幅度甚至達到了20度，並且功率消耗也一度達到了峰值。所幸的是，最終機智號還是有驚無險地完成了任務，平穩著陸，NASA技術人員們懸在半空中的心，也隨著機智號一起安全地落下了。

（圖片說明：機智號第六次任務飛行過程）

機智號團隊後來分析後發現，無人機之所以會出現問題，主要原因在於它的導航方式。機智號有一套機載慣性測量模組，可以隨時給它定位，並調整速度和飛行姿態。為了實現這個功能，它就離不開一台重要的設備——導航相機。

這個相機可以每隔30秒拍攝一張圖像，然後針對不同時間拍攝的不同照片，判斷上面這些信息。如果二者有出入，直升機就會調整速度和姿態。說簡單點，這就類似於汽車的自動駕駛功能——這也是沒辦法的，火星和地球之間的信號傳輸需要十幾甚至幾十分鐘，地面技術人員不可能實時操控，所以火星上的設備都要有這樣自主行動的功能。

問題就出現在導航相機上。在飛行到第54秒的時候，因為一個意外，導航相機傳輸的圖像中有一張圖像丟失了。於是，後來的每一張圖像都向前移動了「一步」，所以和它們本身的時間就全都錯位了。這就導致了多米諾骨牌效應，以至於每一張圖片都對不上它自己的時間。形象地比喻一下，就好像你穿衣服系錯了一個紐扣，後面也就會全都系錯。

在接下來的飛行過程中，機智號本身意識不到這一點。明明實際上飛行得很正常，但它以為自己飛行過程出現了問題，於是就按照錯誤的圖像-時間數據不斷調整自己的飛行模式，一路搖搖擺擺地飛行了。最終，它的降落還算平穩，降落地點和預計的目標也不超過5米，算是有驚無險。

之所以這個過程沒有摧毀機智號，是因為一個提前的設計。工程師們給機智號設計了一個功能，那就是當圖像誤差不超過一米時，可以選擇忽略。這個設計的最初目的，是為了防止火星上的灰塵導致導航相機的誤判，不過這一次陰差陽錯地挽救了機智號，也算是意外收穫。

NASA方面也表示：凡事都要從兩面來看，這一次意外也不算是徹底的壞消息，這至少證明了他們對於無人機的設定還是靠譜的，在遭遇意外的情況下，機智號無人機還是能夠及時作出調整，拯救自己。同時也讓NASA的技術人員們發現無人機的問題，未來加以避免。

在未來，無人機的外星球探測將是一種有效的手段。根據NASA的計劃，在10年之內，他們也希望能夠開發一台名叫「蜻蜓號」的直升機，到土星的衛星——土衛六上進行探測，尋找生命的痕迹。

（圖片說明：蜻蜓號無人機）

別看機智號無人機飛行距離比較短，速度看起來也不快，它畢竟只是人類歷史上的第一次。未來，人類的飛行器將會自由地在其他星球上穿梭，沒準比地球上的直升機還要快……

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