险些坠毁！火星直升机第6次飞行，差点坠毁在火星，只因一个误差

　　人类历史上第一台在其他天体上进行飞行尝试的无人机，在第六次飞行的时候差点坠毁，NASA的技术人员们吓出一身冷汗！
　　北京时间2021年2月19日，毅力号火星车成功在耶泽洛陨石坑着陆。和它一起着陆的，还有附着在毅力号上的一台无人机——机智号。这是人类历史上首次尝试在其他天体上进行飞行探测，被大家寄予厚望。
　　这是一台非常迷你的无人机，总质量仅有1.8公斤，通过太阳能为锂电池供电。由于火星大气比地球稀薄得多，因此机智号的四片旋翼的尺寸也比同样大小的其他无人机要大得多，并且拥有着每分钟2400转的高转速。
　　4月19日，在着陆的整整2个月后，机智号无人机完成了首次试飞。它先是垂直升到了3米的空中，然后逗留了30秒的时间，进行了一个转身后回到地面上，一切顺利。
　　（图片说明：机智号飞行动画）
　　在接下来一个月的时间里，机智号又完成了4次试飞，前几次折返任务顺利完成后，最后还离开毅力号火星车，踏上了一条独自探索的路线。
　　5月22日，毅力号火星车任务的第91个火星日。当时火星的天空非常晴朗，是个风和日丽的好日子。这样的天气非常适合机智号无人机任务的执行，既可以平稳地飞行，又可以清晰地拍摄到火星图像。NASA的技术人员决定，进行第六次机智号飞行任务。
　　根据计划，机智号要垂直上升到10米的空中，然后向西南方飞行150米，在这个时候转向正南方飞行15米，拍摄图像后掉头朝东北方飞行50米左右，降落休息，全程速度约为每秒4米。
　　（图片说明：本次任务中机智号在10米空中拍摄的火星图像）
　　然而，就在它刚刚完成第一段飞行的时候，意外就发生了，机智号无人机突然变得不正常了。据NASA喷气推进实验室负责控制机智号的技术人员Håvard Grip描述，当时机智号的速度突然发生变化，身体也开始反复摇摆。而这样的飞行模式，一直持续到整个第六次飞行任务结束。
　　Grip还说，根据机智号身上的传感器传回的数据，在这段215米长的路线的最后65米飞行途中，机智号的摆动幅度甚至达到了20度，并且功率消耗也一度达到了峰值。所幸的是，最终机智号还是有惊无险地完成了任务，平稳着陆，NASA技术人员们悬在半空中的心，也随着机智号一起安全地落下了。
　　（图片说明：机智号第六次任务飞行过程）
　　机智号团队后来分析后发现，无人机之所以会出现问题，主要原因在于它的导航方式。机智号有一套机载惯性测量模组，可以随时给它定位，并调整速度和飞行姿态。为了实现这个功能，它就离不开一台重要的设备——导航相机。
　　这个相机可以每隔30秒拍摄一张图像，然后针对不同时间拍摄的不同照片，判断上面这些信息。如果二者有出入，直升机就会调整速度和姿态。说简单点，这就类似于汽车的自动驾驶功能——这也是没办法的，火星和地球之间的信号传输需要十几甚至几十分钟，地面技术人员不可能实时操控，所以火星上的设备都要有这样自主行动的功能。
　　问题就出现在导航相机上。在飞行到第54秒的时候，因为一个意外，导航相机传输的图像中有一张图像丢失了。于是，后来的每一张图像都向前移动了＂一步＂，所以和它们本身的时间就全都错位了。这就导致了多米诺骨牌效应，以至于每一张图片都对不上它自己的时间。形象地比喻一下，就好像你穿衣服系错了一个纽扣，后面也就会全都系错。
　　在接下来的飞行过程中，机智号本身意识不到这一点。明明实际上飞行得很正常，但它以为自己飞行过程出现了问题，于是就按照错误的图像-时间数据不断调整自己的飞行模式，一路摇摇摆摆地飞行了。最终，它的降落还算平稳，降落地点和预计的目标也不超过5米，算是有惊无险。
　　之所以这个过程没有摧毁机智号，是因为一个提前的设计。工程师们给机智号设计了一个功能，那就是当图像误差不超过一米时，可以选择忽略。这个设计的最初目的，是为了防止火星上的灰尘导致导航相机的误判，不过这一次阴差阳错地挽救了机智号，也算是意外收获。
　　NASA方面也表示：凡事都要从两面来看，这一次意外也不算是彻底的坏消息，这至少证明了他们对于无人机的设定还是靠谱的，在遭遇意外的情况下，机智号无人机还是能够及时作出调整，拯救自己。同时也让NASA的技术人员们发现无人机的问题，未来加以避免。
　　在未来，无人机的外星球探测将是一种有效的手段。根据NASA的计划，在10年之内，他们也希望能够开发一台名叫＂蜻蜓号＂的直升机，到土星的卫星——土卫六上进行探测，寻找生命的痕迹。
　　（图片说明：蜻蜓号无人机）
　　别看机智号无人机飞行距离比较短，速度看起来也不快，它毕竟只是人类历史上的第一次。未来，人类的飞行器将会自由地在其他星球上穿梭，没准比地球上的直升机还要快……