27亿美元的NASA「毅力号」成功登陆火星!还带了一架1%大气密度也能飞的无人机

物联网智库

共 2544字,需浏览 6分钟

 ·

2021-02-19 17:41

来源:机器之心

物联网智库 转载

二次转载请联系原作者

导  读

历经近 7 个月、约 5 亿公里的漫长旅行之后,NASA「毅力号」火星车终于抵达了它的目的地 - 火星,并成为了继 2 月 10 日阿联酋希望号、中国天问一号之后,又一个抵达火星的探测器。



历经近 7 个月、约 5 亿公里的漫长旅行之后,NASA「毅力号」火星车终于抵达了它的目的地 - 火星,并成为了继 2 月 10 日阿联酋希望号、中国天问一号之后,又一个抵达火星的探测器。


去年 7 月底,机器之心报道了NASA最具野心的火星探测计划。


如今,「毅力号 」火星车在被送上轨道的近 7 个月后,终于成功在火星着陆。


据资料显示,「毅力号」是有史以来最大、最为复杂的火星探测系统,这台次世代火星车造价高达 27 亿美元,总重 1025 千克。它是自阿联酋希望号、中国天问一号之后,人类在这个「火星季」发射的第三个探测器。但是,阿联酋的希望号探测器只是一颗火星人造卫星,而中国天问一号仍在火星轨道,而「毅力号」采取了直接降落火星的方式。

「毅力号」的着陆地点位于火星赤道以北的耶泽罗撞击坑(Jezero crater),其中心座标为(18.41°N, 77.69°E)。在此处着陆的主要目的是识别和收集该地区的沉积岩和土壤样本,并探索可能存在的火星生命迹象。

图源:NASA 和 J.P.L。

成功着陆火星之后,「毅力号」先后发回了两张火星表面的图像。


「毅力号」着陆火星全过程

作为人类目前最重的火星探测器,「毅力号」火星车长 3 米、宽 2.7 米、高 2.2 米,重量达到 2,260 磅(约 1 吨)。因此,着陆火星并不容易,它没有选择首先进入轨道,而是借助一个直径超 70 英尺的降落伞直接着陆。

「毅力号」火星车火星着陆概念图。图源:NASA

着陆火星的全过程主要分为以下几个步骤:巡航阶段分离、「毅力号」抵达火星附近、接触火星大气、经历「黑色七分钟」、打开降落伞、喷气背包(jetpack)点火并释放「毅力号」、喷气背包飞到远处自毁。

NASA 毅力号火星探测器(NASA’s Perseverance Mars Rover)官方推特全程演示了「毅力号」火星车着陆火星的过程:

首先完成巡航阶段分离( cruise stage separation),「毅力号」抵达火星附近。


抵达火星大气层顶部,这时离着陆还有七分钟。


进入火星大气层,经过热量峰值(peak heating)和减速(deceleration),机动瞄准着陆目标。


打开降落伞(parachute),再次减速。此时速度约为 1500 千米 / 小时、海拔高度约为 11 千米。


丢掉防热罩(heat shield),此时离着陆还有两分钟。


锁定雷达,打开摄像机,寻找安全的着陆点。


点燃喷气背包的引擎,此时离着陆还有不到一分钟。


最终,喷气背包释放「毅力号」火星车,并使其成功着陆,宣告此次火星着陆任务完美结束。


1% 的大气也能飞的无人机

除了探测器「毅力号」,NASA 为它配备的无人机同样备受关注。


这架无人机由 NASA 喷气推进实验室(JPL)着手设计,重量仅为 1.8 公斤,高 0.5 米,螺旋桨直径 1.2 米,装在探测器的腹部,主要用于拓展火星车的视野。


而这项任务的重要性和价值在于证明直升机有可能在火星上飞行,并收集有利于下一代火星旋翼飞机的数据。

如果成功这将是人造飞行器在地球以外的星球的首次飞行,或将开辟一条新的太阳系探索之路。

那么此次飞行最大的难点在于哪里?气压。

虽然火星表面的重力大约只有地球的 1/3 (38%),看起来有利于无人机飞行,但有一点非常致命:火星大气的密度只有地球的 1%。由于几乎没有空气流动,在火星上获得起飞所需的升力是非常困难的。

因此这要求飞行器必须是超轻的,而且螺旋桨的转速要非常快。

据报道,这架无人机螺旋桨旋转角速度可达 2400 转每分钟,水平移动的速度为 10 米每秒,爬升速度为 3 米每秒。相比之下,一架传统直升机每分钟的转速仅为 450 到 500。


在导航传感器上,无人机使用手机级 IMU、激光测高仪以及向下的 VGA 摄像机进行单眼特征跟踪。导航时,无人机逐帧比较几十个特征,以跟踪相对位置找出方向和速度。这些都是通过位置估计来完成的,而不是记住特征或创建地图。

从下方看此无人机,包含激光测高仪和导航摄像机。

最后,机器之心告诉读者们一件有趣的事:这也是 NASA JPL 的工程师们第一次在火星上飞行基于 Linux 系统的无人机。该火星无人机的运行代码也已在 Github 上开源。


参考链接:
https://www.nytimes.com/live/2021/02/18/science/nasa-mars-landing#what-will-the-rover-do-on-mars
https://spectrum.ieee.org/automaton/aerospace/robotic-exploration/nasa-designed-perseverance-helicopter-rover-fly-autonomously-mars


版权声明:“物联网智库”除发布原创干货以外,致力于优秀科技/研究/投资类文章精选、精读。部分文章推送时未能与原作者取得联系。若涉及版权问题,或由于二次转载标错了转载来源,敬请原作者联系我们。联系方式:微信Sun_moon_salvation



往期精选

侮辱性极强!特朗普遭全网封禁后

欲拥抱TikTok,但TikTok……

拼多多被接连砍刀!曝“天才黑客”

疑因拒绝黑客攻击被pdd辞退......

刚刚,《2021中国AIoT产业

全景图谱报告》重磅发布!

实在!小米11从里到外堪称完美,

别骂雷军,送充电器也3999!

特朗普最后的疯狂!“实体清单”

再拉黑中国77个实体......

刚刚,华为鸿蒙OS手机版正式

发布!明年覆盖1亿设备......




浏览 18
点赞
评论
收藏
分享

手机扫一扫分享

分享
举报
评论
图片
表情
推荐
点赞
评论
收藏
分享

手机扫一扫分享

分享
举报