机智号第六次火星飞行险生空难:时间轴错乱,机身大幅摇摆

上面的视频是机智号火星直升机在第六次飞行测试中的最后 29 秒拍摄到的画面。在降落发生前,该视频的帧速率为每秒 3.3 帧,在降落时,帧速率则降至每秒 2 帧。
Credit: NASA/JPL-Caltech

美国东部时间 2021 年 05 月 22 日,也就是在毅力号火星车和机智号火星直升机登陆火星的第 91 个火星日,机智号火星直升机执行了他第六次火星飞行。按照计划,在这次飞行中,机智号会先爬升到 10 米高度,然后,以 4 米每秒的速度向西南方向飞行 150 米,之后再向南飞行 15 米,最后,机智号会向东北方向飞行 50 米并着陆。

然而,在机智号飞行完第一段 150 米的路程之后(即开始飞行的第约 54 秒时),突然发生了剧烈的抖动,机身横摇和纵摇幅度均超过了 20 度,机智号随时都面临着在空中失控、电力耗尽甚至解体的风险。

造成这一切的直接原因就是用于为机智号提供导航图像的导航相机拍摄的其中一幅导航照片在传输的过程中意外丢失了,由于每张照片都带有一一对应的时间戳,这张丢失的导航图像使得机智号的计算机此后收到的所有导航图像都被打上了错误的时间戳。而机智号在意识到时间戳发生错误之后,开始拼命的修正姿态,试图解决这种错误,进而导致机身出现大幅度摇摆。

机智号在这次“临界空难”事件中得以安全着陆需要归功于两个设计逻辑:

第一个是,机智号在设计时就被允许有一定的容错度,包括时间戳错误;第二个是,机智号被要求在准备着陆前忽略来自导航相机的导航图像,因为在着陆时可能会扬起沙尘,从而使导航图像的质量下降,如果此时机智号还会响应导航图像反馈的数据就很难保证降落过程的平稳与连续。

参考:
https://mars.nasa.gov/resources/25941/ingenuity-flight-six-navcam-image/
https://mars.nasa.gov/technology/helicopter/status/305/surviving-an-in-flight-anomaly-what-happened-on-ingenuitys-sixth-flight/


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