官员们周三表示,美国宇航局的 Ingenuity 直升机在其第六次火星飞行中发生摇晃、功率峰值和速度波动后安全着陆。
这架直升机于 22 月 705 日进行了第六次自动飞行,并顺利完成了计划中的 215 英尺(20 米)远足的第一站。 但是,根据美国宇航局喷气推进实验室的直升机首席飞行员 Håvard Grip 的说法,Ingenuity 开始以振荡模式来回倾斜,遇到超过 XNUMX 度的滚转和俯仰偏移,记录大量控制输入,并遭受功耗峰值。加利福尼亚。
独创性克服了故障,工程师将其追溯到直升机导航系统的一部分。 美国宇航局表示,这架直升机在剩余的飞行中一瘸一拐地安全着陆,距离其计划的着陆位置约 16 英尺(5 米)。
这架 1.6 英尺(49 厘米)高的旋翼机于 19 月由 NASA 的毅力漫游者运送到火星,于 XNUMX 月 XNUMX 日在另一颗行星的大气层中完成了首次飞行。从那时起,Ingenuity 又飞行了四次,到达更高的高度,以更高的速度行驶,并且每次起飞覆盖更远的距离。
美国宇航局表示,直升机导航系统出现故障导致 Ingenuity 在上周计划的 54 秒飞行中开始摇晃约 140 秒。
直升机使用惯性测量单元进行导航,该单元测量飞行器的加速度和旋转速率。 这些数据有助于 Ingenuity 确定它的位置、移动速度和飞行方向。 但随着时间的推移,测量单位很容易出错。
Ingenuity 使用向下的导航摄像头来跟踪其相对于火星表面岩石和沙纹等特征的飞行路径。 相机每秒拍摄 30 次照片,每张照片都带有时间戳,供直升机导航系统比较一系列图像以估计旋翼机的运动。
“飞行大约 54 秒后,导航摄像头传送的图像管道出现故障,”Grip 在 NASA 网站上的一篇文章中写道. “这个故障导致单个图像丢失,但更重要的是,它导致所有后来的导航图像都带有不准确的时间戳。
“从那时起,每次导航算法根据导航图像进行校正时,它都是根据有关图像拍摄时间的错误信息进行操作的,”Grip 写道。 “由此产生的不一致显着降低了用于驾驶直升机的信息,导致估计值不断被‘修正’以解决幻象错误。 随之而来的是大震荡。”
下面的视频由 NASA 发布,展示了 29 月 22 日飞行的最后 XNUMX 秒。 这架直升机的设计目的是在着陆时忽略导航摄像头图像,而是直接下降返回火星表面。
直到上周第六次飞行之前,这架直升机的性能一直很完美。 领导 Ingenuity 飞行控制系统开发的 Grip 写道,第六次飞行的问题为工程师提供了有关直升机设计限制的宝贵数据。
“第六次飞行以 Ingenuity 安全降落在地面上结束,因为许多子系统——旋翼系统、执行器和动力系统——响应了保持直升机飞行的不断增加的需求,”Grip 写道。 “在非常真实的意义上,Ingenuity 克服了这种情况,虽然这次飞行发现了一个现在必须解决的时间漏洞,但它也以多种方式证实了系统的稳健性。”
在 4 英尺(1.2 米)的反向旋转转子叶片的驱动下,尽管出现导航错误,Ingenuity 仍继续飞行。 22 月 XNUMX 日的飞行目标是展示直升机的航空成像能力,同时保持在空中更长的时间并以比以前的飞行更高的速度移动。
22 月 9 日飞行的最高速度目标为 4 英里/秒(每秒 XNUMX 米),因为直升机前往新的运营基地或“机场”,该地点位于 Ingenuity 或 Perseverance 漫游车之前未发现的位置。
在 22 月 XNUMX 日的飞行中,毅力没有对直升机进行成像,这是 Ingenuity 首次进行扩展任务阶段的旅行,旨在展示旋翼机在空中侦察和探索中的实用性。 这架直升机的前五次飞行重点是展示飞行器的设计并证明旋翼机可以安全地在另一个世界起飞和降落。
火星大气层在海平面上的密度不到地球密度的 1%,而 Ingenuity 的漫游车必须以大约 2,500 rpm 的速度旋转才能在稀薄的空气中产生升力。
美国宇航局将耗资 85 万美元的火星直升机技术实验添加到耗资 2.7 亿美元的毅力漫游者任务中,该任务的主要目标是识别、收集和密封火星岩石样本,以便未来的航天器返回地球。 随着 Ingenuity 直升机技术演示的第一阶段完成,Perseverance 现在正在为自己的科学任务做准备。
火星车继续充当 Ingenuity 和地球上地面团队之间的通信中继站。
Ingenuity 直升机于 22 月 33 日开始飞行,上升到 10 英尺(492 米)的高度,然后向西南方向飞行约 150 英尺(49 米)。 接下来的动作是向南平移 15 英尺(164 米),而侧面的彩色相机则向西地平线拍照。 然后,直升机应该再向东北飞行 50 英尺(XNUMX 米)并降落在新机场,轨道图像显示该区域相对平坦,没有大的表面危险。
美国宇航局表示,最终,尽管出现导航故障,直升机最终离预定位置仅 16 英尺。
“虽然我们没有故意计划如此紧张的飞行,但美国宇航局现在有飞行数据探测直升机性能包线的外部范围,”Grip 写道。 “我们将在未来仔细分析这些数据,扩大我们关于在火星上飞行直升机的知识库。”
电邮 作者。
在Twitter上关注Stephen Clark: @ StephenClark1.
来源:https://spaceflightnow.com/2021/05/27/mars-helicopter-muscles-through-navigation-glitch-on-sixth-flight/