4月19日18時52分，美國宇航局正式宣布，首個火星無人機「機智號」成功在火星耶澤羅撞擊坑完成首飛，這也是人類首次在地球以外的大氣層內完成動力飛行。4月19日15時30分，這架1.8公斤重的無人機旋翼槳葉首飛轉速在12秒內從0達到了每分鍾2500轉，在6秒內爬升到超過3米的高度，並在空中盤旋了30秒，隨後緩慢下降直到無人機下部四個支架接觸到地面。
由毅力號拍攝的機智號懸停飛行畫面
機智號底部安置有雷射高度計與導航相機，確保首飛懸停在著陸場中央而不會偏離。作為前線「記者」，距離機智號76米外的毅力號火星車攜帶了相機與麥克風錄制了「機智號」完整飛行過程。
機智號無人機在火星飛行高度曲線圖
雖然首飛在19日下午三點半已經開始，但飛行數據完全傳回地球需要約3個小時。美國宇航局此前已經發送了預先設定好的自主飛行指令，但NASA接受這次飛行數據傳輸在今晚接近7點才完成。
據了解機智號攜帶了兩台相機，底部的彩色相機可以拍攝1300萬像素的高解析度照片，而導航相機解析度較低，只有50萬像素並只能拍攝黑白照片。航拍數據在無人機著陸後藉由毅力號火星車回傳至地球。
機智號懸停飛行階段拍攝的火星表面圖
機智號造價8500萬美元，機身主體僅一個紙巾盒大小，由毅力號攜帶在2021年2月18日登陸火星，並於4月3日被毅力號釋放在火星表面上，原定4月12日首飛但因軟體故障與升級問題進行了兩次試飛推遲。機智號攜帶了萊特兄弟1903年製造的飛行者一號飛機上的一小塊布料，用以致敬人類航空百年。飛行者一號是人類歷史上首個重於空氣的航空器，並且完成了持續而且受控的動力飛行，是公認的第一台有人駕駛的動力飛行器。
機智號未來一個月可能的飛行計劃
機智號未來的飛行計劃
機智號使用高通驍龍處理器，Linux作業系統，並使用太陽能電池板為鋰電池充電，因此在這次試飛成功後，機智號將進行4-5天的充電與整休，並會在未來30天內進行更遠距離與更長時間的試飛，提升飛行的復雜度和難度。比如飛行高度提升至5米，飛行距離超過50米，甚至不再返回現在的起落場，而是降落在新的目標點上。
此前科學家擔心機智號首飛會遇到強風等意外險情，因為機智號並沒有自動扶正系統，一旦飛行中傾覆將導致任務提前結束，但所幸這些險情並沒有發生。此外，機智號此前成功挺過了火星寒冷的夜晚，耶澤羅撞擊坑夜晚溫度甚至達到零下90攝氏度。
機智號無人機槳葉由纖薄的碳纖維製成，可以在火星的大氣提供足夠的升力。在機智號飛行過程中，旋翼每分鍾旋轉2400次。
火星新式探測方式的先行者
雖然火星的引力比地球小得多，但它的大氣層密度只有地球的1%，所以這次試飛極具挑戰。NASA工程師們巧妙地裝備了4個1.2米長的旋翼槳葉，這種用碳纖維製造的槳葉旋轉速度要比地球上的快很多，槳葉也更輕薄。在火星上，旋翼要每分鍾旋轉2400次才能保障「機智號」的正常飛行，在地球上只需要約280轉/分鍾。此前這一設計在噴氣推進實驗室（JPL）建造的模擬火星環境的真空室中得到了成功的測試，最大飛行距離300米，最高飛行高度5米。
海盜1號於1980年拍攝的火星西半球，水手號谷位於中央
海盜1號於1980年拍攝的火星西半球，水手大峽谷位於中央，長3769公里、最深處7公里，成一個復雜的峽谷系統。這些區域是火星車無法探測的，但是火星無人機可以近距離航拍。
相比火星軌道上的人造衛星以及在火星地表漫遊的火星車，無人機結合了二者的優勢，既可以進行空中航拍也可以近地觀察漫遊車無法進入的崎嶇峽谷，洞穴或隕石坑內。作為火星無人機的技術驗證先驅，機智號的成功將為後續火星探測方式帶來非常多的可能性，讓地球上的科學家能夠前往如水手大峽谷，奧林帕斯山等著名火星崎嶇地貌進行近距離探測。（劉培祥）
來源：cnBeta
