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火星|前进、后退、转弯！毅力号完成在火星上的首次“行走”

火星毅力号耶泽洛陨石坑

火星|前进、后退、转弯！毅力号完成在火星上的首次“行走”
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图1：NASA毅力号探测器于2021年3月4日在火星表面上首次试探性启动 ， 尝试了前进、后退、转弯等动作
腾讯科技讯 3月7日消息 ， 美国宇航局（NASA）毅力号任务经理于当地时间周五表示 ， 在成功着陆两周后 ， 这辆火星车完成了首次试探性启动 ， 尝试了前进、后退、转弯等动作 。 此外 ， 毅力号还从耶泽洛陨石坑（Jezero Crater）传回了大约7000张照片 ， 其中包括使用可变焦相机拍摄的远处露头岩石景象 。
NASA下属喷气推进实验室毅力号任务副经理罗伯特·霍格(Robert Hogg)说 ， 这辆火星车的表现“非常出色” ， 没有明显的故障 。 自2月18日着陆以来 ， 毅力号已经完成了软件更新 ， 以配置计算机进行远程驾驶、检查仪器以及激活火星车的机械臂等 。
不过 ， 自着陆以来最重要的里程碑发生在周四 ， 当时地面团队命令毅力号向前行驶了4米 ， 向左转弯150度 ， 然后倒车2.5米 。 首次启动33分钟 ， 毅力号只行驶了21英尺(6.5米) ， 但它很快就会走得更远 。 喷气推进实验室毅力号机动性测试工程师阿奈斯·扎里菲安(Anais Zarifian)说：“我们的首次启动非常顺利 。 ”
毅力号有六个铝合金轮子 ， 每个轮毂都有钛辐条作为支撑 ， 还有悬架 ， 能够在与轮子本身同样大的岩石上行驶 。 这辆重达一吨的火星车是基于NASA好奇号设计的 ， 后者于2012年登陆火星 ， 但有更多改进 。 扎里菲安说 ， 毅力号的轮子明显更窄 ， 直径更大 ， 而且由更厚的材料制成 。 工程师们还改变了车轮上的胎面花纹 ， 以降低尖锐岩石造成损伤的风险 ， 因为好奇号的车轮上就有这样的割伤 。
【火星|前进、后退、转弯！毅力号完成在火星上的首次“行走”】毅力号的另一个重大改进是引入了新的自动驾驶软件 ， 这将使火星车能够自动导航到目的地 。 使用多个摄像头拍摄的图像 ， 毅力号可以自动驾驶绕过岩石和其他障碍物 ， 或者在条件不安全的情况下停止驾驶 。 目前 ， 无线电信号从地球传输到火星需要10分钟以上 ， 这就排除了地面团队发送实时驾驶命令的可能 。
毅力号主要和备用飞行计算机上的软件更新为其提供了执行地表任务所需的智能 ， 预计任务将持续至少两个地球年 ， 或一个火星年 。 霍格说：“最终结果就像是升级了你的电动汽车软件 。 总有一天 ， 你的车会实现自动驾驶 ， 会探测障碍物 ， 还会自己导航 ， 这些都是我们即将推出的众多花哨功能中的一部分 。 ”
扎里菲安表示：“我们仍然以每小时0.01英里（约16米）的速度行驶 ， 和好奇号一样 ， 但多亏了我们对自动导航软件、增强导航软件和新摄像头的改进 ， 我们的驾驶速度真的比好奇号快了五倍 ， 我们能够平均每个火星日行驶200米 。 ”
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图2：毅力号的避险相机(哈兹摄像头)捕捉到了这张照片 ， 当时这辆火星车完成了一次短暂的穿越 ， 并从耶泽洛陨石坑的着陆点转弯
她补充说：“我们可以边驾驶边思考 。 也就是说 ， 毅力号可以拍摄图像 ， 并在视觉计算单元(Vision Compute Element)上处理它们 ， 识别地形中的危险并选择前进的路径 ， 所有这些都是在车轮仍在转动的情况下进行的 。 这意味着 ， 我们可以在相同的时间内行驶得更远 ， 用于规划驾驶的时间更少 ， 有更多的时间做科学实验 。 ”
周四 ， 喷气推进实验室的控制人员在检查了毅力号车轮执行器的功能 ， 并对负责转向的四个转角车轮进行了30度范围的运动测试后 ， 发出了试驾命令 。 随着这些测试的成功 ， 火星车“完美”地执行了命令 。 在行驶过程中 ， 他还拍摄了上个月着陆时轮子的落点照片 。 NASA以已故科幻小说家的名字 ， 将该着陆点命名为“奥克塔维亚·巴特勒着陆点”（Octavia E. Butler Landing） 。
喷气推进实验室的毅力号项目副科学家凯蒂·斯塔克·摩根(Katie Stack Morgan)表示 ， 第二次启动计划于美国当地时间周五进行 ， 届时这辆火星车预计将打开探地雷达 ， 开始收集火星地壳地质层的数据 。 扎里菲安说：“展望未来 ， 我们将进行更长时间的驾驶 ， 这真的只是个开始 。 ”
毅力降落在耶泽洛陨石坑 ， 那里是个由小行星或彗星猛烈撞击而形成的赤道盆地 。 陨石坑在30亿多年前充满了水 ， 一条流入湖泊的河流沉积了一层层的沉积物 ， 现在是个干涸的三角洲 。 火星车的任务是探索该地点 ， 探索其宜居性 ， 并收集30多个岩石和土壤样本 ， 供未来的航天器送回地球 。 火星样本返回任务是NASA和欧洲航天局的联合项目 ， 最早将于2026年发射 ， 并在2031年送回样本 。
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图3：在新被命名的奥克塔维亚·巴特勒着陆点 ， 毅力号用车载仪器可以看到被称为三角洲(中间暗褐色岩石隆起区域)的扇形沉积物残留物
霍格说 ， 毅力号的表现非常好 ， 车载仪器已经全部通过了着陆后的初步检查 ， 气象站已经部署并已经在收集气象数据 。 本周早些时候 ， 毅力号的机械臂首次移动 ， 展示了它可以操纵100磅(45公斤)重的“炮塔” ， 里面装满了科学仪器和钻头 ， 将把岩石样本取芯保存以准备返回地球 。
喷气推进实验室的地面团队正在分析火星车的图像 ， 以找到安全的地方释放微型直升机“独创号” 。 这是一架重达4磅(1.8公斤)的旋翼机 ， 将尝试首次穿越火星大气层 。 “独创号”计划从火星车腹部的安装点分离出来 ， 并在接下来的几个月内开始试飞 。 霍格说：“我们仍在分析各个区域 ， 以确定最佳的飞行地点 。 ”直升机飞行的确切时间将取决于官员们选择的地点 。
霍格说 ， 在毅力号开始收集岩石样本之前 ， 火星车的样本缓存系统仍然需要经历更多的激活和测试 。 缓存系统是有史以来被送往另一个星球的最复杂的机制之一 ， 它有自己的内部机械臂、密封件和旋转传送带 ， 上面装有多个钻头用于岩石采样 。 在直升机演示之后 ， 预计今年夏天将首次使用这种钻头采集岩石样本 。
与此同时 ， 科学家们急切地等待着毅力号传回更多新图像 。 火星车的可变焦桅杆相机传回了河流三角洲边缘露出地面的岩石景象 。
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图4：这张图片显示了两条可能的路线(蓝色和紫色) ， 可以到达被称为三角洲的扇形沉积物
根据摩根的说法 ， 毅力号团队正在规划潜在的路线 ， 以让该火星车离开着陆点 ， 前往1600米外的河流三角洲 。 摩根说：“在考虑探索耶泽洛三角洲之前 ， 我们必须弄清楚如何让火星车到达那里 。 科学团队正在与工程师合作 ， 确定火星车前往三角洲的最佳路径 。 ”
一条可能的路线是将月球车带到北部 ， 越过更平坦、更安全的地形 ， 然后转向西北 ， 到达三角洲的边缘 。 另一种选择是向南行驶 ， 然后再向西行驶 ， 让毅力号更接近崎岖的岩石露头区域 ， 科学家认为这些露头是曾经更大的三角洲被侵蚀的残留物 。
在这个过程中 ， 火星车将用携带的43个密封管收集和储存岩心样本 。 每根密封管大约有雪茄那么大 。 到达三角洲后 ， 火星车可能会开始将样本密封管放在地面上 ， 供火星样本返回任务中的取样车取回 ， 这将把密封管带到火箭上 ， 并发射回太空 。
摩根说：“我们现在正在与工程师们合作 ， 以确定哪条路径是对火星车来说最有效、最安全、最具科学趣味性的探索路径 ， 然后我们将到达三角洲的前部 。 我们将从那里出发 ， 探索三角洲 ， 最终到达曾经进入耶泽洛陨石坑的河口 ， 我们很可能会在那里存放第一个样本密封管 。 ”（腾讯科技审校/金鹿）


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