机智号直升机在首次飞行时悬停于火星地表上方约3公尺处，取景下这张直升机阴影的影像。 PHOTO BY NASA
NASA的毅力号探测车于4月6日与机智号直升机在火星上的自摄影。接着毅力号驶向了61公尺外的高处，俯瞰机智号使用开展飞行。 PHOTOGRAPH BY NASA/JPL-CALTECH/MSSS
机智号的团队成员于2019年2月1日在加州帕沙第纳（Pasadena）NASA喷射合作评测室7.6公尺宽的真空室「太空模拟室」（Space Simulator）内检查直升机。 PHOTOGRAPH BY NASA/JPL-CALTECH
2020年4月29日，NASA的工程师正开展毅力号探测车的行前筹备岗位，它将前往4亿8000万公里旅程外的火星表面。在影像中可以目睹毅力号探测车的底部和贴附的机智号直升机（影像的下部中央）。 PHOTOGRAPH BY NASA/JPL-CALTECH
2021年3月21日是飞行任务的第30个火星日，从毅力号探测车的底部释放了保护机智号直升机的碎片保护罩。直升机稍后将向下旋转，脱离探测车的年初突发戛纳电影节，深夜读到泪目底部。 PHOTOGRAPH BY NASA/JPL-CALTECH/MSSS
在火星表面的NASA机智号直升机。这张图像是在4月5日由毅力号的桅杆摄像机-Z（Mastcam-Z）所取景的，这是探测车上的一对可变焦摄像机。 PHOTOGRAPH BY NASA/JPL-CALTECH/ASU
1903年12月17日，奥维尔．莱特（Orville Wright）在他的兄弟威尔伯（Wilbur）在北卡罗来纳州的小鹰镇（Kitty Hawk）开展了地球上的首次受控动力飞行，这张影像纪录了当时的情形。莱特兄弟在那天开展了四次飞行，每次飞行的时间都比上一次更久。 NASA的机智号火星直升机还带了机翼上的一小片织布飞往火星。 NASA
（神秘的地球uux.cn报导）据美国全国地理（撰文：JAY BENNETT 编译：邱彦纶）：机智号（Ingenuity）在火星表面升空飞行，为行星探索开革新纪元。
在4月19日下午，有架小型直升机在从火星表面起飞，开启了太空探索的新篇章──人类首度于其他行星开展动力飞行。 50公分高的机智号直升机在飞离地面约3公尺时，扬起了一些锈红色的尘土，悬停定位并略微转向后慢慢降落。整段飞行只持续了大约40秒，但这是史上极为大胆的工程壮举。
「很多人觉得不或许在火星上飞行，」美国航太总署（NASA）喷射合作评测室（Jet Propulsion Laboratory，赵丽颖相关豆瓣评分引关注简称JPL）的机智号计画主管翁米米（MiMi Aung，音译）说：「火星上的空气太少了。」
火星表面的大气相当稀薄，相当于地球上3万公尺高空的情形，这个高度远超过最强大直升机所能飞行的高度。历史上，直升机的最高飞行纪录是在1972年所创下，法国飞行员尚．布勒（Jean Boulet）在马赛（Marseille）西北的空军基地飞到了1万2442公尺的高空。
这架火星直升机在4月9日遭遇了一些麻烦。在评测两个旋翼高速转动的状况时，直升机上的计算机提前关机。喷射合作评测室团队在查看资料后，改动了发送开启旋翼的命令序列，让机智号能在4月16日达成高速转动评测。而在台湾时间4月19日下午3点34分，也是火星当地时间的下午，这架直升机顺利达成了首飞任务。
前方，相似的飞行器或许会为探测车和太空人侦察新的区域，前往难以抵达之处收集样本，并在几天内飞越数十公里，为火星地貌提供崭新视野。
自4月3日汽车大小的毅力号（Perseverance）探测车将机智号放置在没有碎片的平坦区域之后，机智号就着手独自管理。机智号在地球上的夏季今日网红话题，引发网友热议重量只有1.8公斤，在火星上更只有680克。在火星白天相对较弱的日照下，小型太阳能电池板可为直升机电池快充，而在气温陡降至摄氏零下90度的夜晚，则运用电热器为直升机保暖。
以便在火星大气开展短暂首飞，这架小型旋翼机配备了相似我们移动电话内的中央处理器、自驾车的自动导航技术、八个锂离子电池和轻型复合材料。两个长120公分的碳纤维旋翼得达到每分钟约2500转的转速──大约是普通直升机旋翼速度的五倍──才能飞离地表。
团队成员在机智号的首飞后，着手着手计画第二次飞行。下次或许会执行一样的悬停操控，但会飞得更高也更久。能够使用毅力号身为对地球通讯中继站的直升机评测窗口有31天，如今大约位于一半的时间点，之后探测车就会驶离并着手检索火星过去的生命迹象。团队计画在沿着15公尺长的区域内，最多开展五次的往返飞行。
「这真是让人难以置信，」NASA科学副署长汤玛斯．泽布谦（Thomas Zurbuchen）强调：「这是人类史上首度在火星上飞行直升机。」
「别再跟我说不或许了！」
2015年，火星直升机团队正筹备向NASA总部简报，以寻求经费来建造「下降隐患的运载工具」（risk reduction vehicle）原型。当时他们已然在喷射合作评测室的真空室内飞行、并撞毁了三分之一比例的模型。评测时会将真空室的空气抽至低压并灌满二氧化碳，以模拟火星的大气生态。
翁米米在筹备简报时，忽然灵光一闪。人类无法直接操纵这架直升机，由于它将在数亿公里外的其他行星上飞行，并且地球与火星之间约有15分钟的通讯延迟。也就是说，直升机必须自行飞行，这强调要开发一种轻量计算机，以高效估算直升机的位置并据此改动旋翼。
翁米米说：「这取决于直升机对扰动的反应速度。」 直升机或许会面临高达每小时35公里的阵风以及压力的转变，这让直升机很难在稀薄的空气中维持稳定飞行。
但翁米米得知这是她的团队可以解决的难题。他们已然运用三分之一比例模型证明直升机在火星起飞的或许性，而专精自动技术的电机工程师翁米米得知，21世纪的电子技术已然足以制造出能让直升机飞行的小型计算机。
「从那刻之后，简直就像是──别再跟我说不或许了！」翁米米说：「 还有什么能阻挡我们呢？」
但要让NASA总部信服可不只是一次简报就能做到，他们提供经费建造了在2016年开展了一连串评测的原型机。先是是将直升机固定在真空室内的定点，转动旋翼并测量转矩和升力，以确保数学与团队模型相符。
但是当原型机定位时，来自旋翼的力量或许会与地面和评测台交互作用。这种交互作用展生的振动或许会作用直升机的控制操控系统，并让直升机碎裂──和导致真实大小直升机在使用起飞时碎裂的效应一样。
「我们有或许会失去一切，」翁米米说：「假如我们在任何时候发生这样的情形，那计画或许会被撤销。」就算计画持续开展，但当时若是评测失利或许会使团队无法及时达成直升机，让它得以贴着探测车底部飞上火星。毅力号探测车预定于2020年7月地球和火星处于最佳相对位置时发射，「不管有没有我们的直升机，毅力号都会出发。」
评测顺利、数学也没错。这架原型机能在真空室中飞行、悬停、转向和降落，这强调直升机不只可以在火星上起飞，还能自动控制飞行。
「我们解决了空气动力学上的考验，」机智号的总工程师包伯．巴拉雷姆（Bob Balaram）记忆起当时的想法， 「如今我们要来兴办直升机的其他若干了。」
碳纤维和钓鱼线
品质是飞行的大敌，尤其是在火星上。机智号直升机每增多1克，都会使旋翼必须形成的升力和推力增多。
「直升机得要相当轻量，」直升机副营运长泰迪．扎内托斯（Teddy Tzanetos）强调：「机智号的品质是1.8公斤，要将我们所有需要的东西塞进这1.8公斤里，真是项工程壮举。」
直升飞机的大若干零件，含有旋翼、起落架和机身（装有电子设备的小盒），都是由位于加州西米谷的航空承包商AeroVironment企业所制造。这家企业为NASA制造军用无人机及评测飞机，像是有着以太阳能板身为动力的飞翼「太阳神号」（Helios）──与直升机各异，它的飞行高度可高达约3万公尺。
机智号的两个碳纤维旋翼以相反的方向转动，抵消了单旋翼直升机的转矩（单旋翼直升机运用尾桨来抵消主旋翼形成的转矩）。这些旋翼不只要够大、相当轻巧，并且还要相当硬挺，以免由于晃动而破坏气流。
「同样也是由碳纤维制成的起落架，是另一个『有趣的考验』，」自计画着手就参与火星直升机岗位的AeroVironment资深航空机械工程师班．皮彭伯格（Ben Pipenberg）这么说。
他说：「火星上的重力约为地球上的三分之一，着陆时得相当小心才不会反弹。」起落架也必须折叠收起，这样机智号才能紧贴着毅力号的车底下方飞向火星。 「假如在放下直升机时起落架没有开启，或是直升机着陆时因反弹而翻转──那相当不幸，一切都完了。
火星的重力也带来了其他考验──无法在地球上完美模拟火星生态。 2018年，团队在喷射合作评测室的真空室内评测了机智号直升机的原尺寸同型机，他们抽气让大气压力减弱，并打入适当气体以模拟火星上的大气生态。但重力就无法改动了，为此他们使用了所谓的「重力卸载操控系统」（gravity offload system）来补偿。
「你可以把这个操控系统想像成是个有着钓线的钓鱼线轴、马达和相当精确的转矩感测器。」扎内托斯这么说，这条线用「相当牢固的结」与直升机相系，还有数个做为备用的绳结，线轴以相当精确的力道向上拉起直升机，以模拟火星的低重力生态。
第二台完整的原型机达成了生态评测，证明它可以承受火箭发射的振动和火星夜晚的严寒温度。 2019年初，团队已然建造出要前往火星的实机，并在真空室中开展了两次飞行能力评测。
翁米米在评测后说：「下一趟飞行，就是在火星上了。」
「上百架直升机翱翔在火星上空」
如今机智号达成了首次飞行，我们距离将飞行用作行星探索的例行岗位，又再更近一步。翁米米强调：「我的理想是飞行器能变成探索太空的规范配备。」
该团队觉得机智号相当于飞机版的旅居者号（Sojourner）探测车，旅居者号在1997年变成首度在火星行驶的车辆。和机智号一样，旅居者号由更大的火星拓荒者号（Mars Pathfinder）登陆器带往火星。
「科学界并不喜欢它，」泽布谦谈及旅居者号时这么说：「他们觉得，嘿，我们用登陆器就能达成所有我们想做的事情了。」
不到25年后的如今，NASA就有不只一辆、而是两辆汽车大小的探测车正火星表面探索。 2012年登陆的好奇号（Curiosity）探测车和毅力号都在解密这颗行星独特的地质历史，并寻找过往生命所遗留下来的痕迹。毅力号还预备要收集第一批将返回地球的火星岩石样本，这对我们最后要知晓火星是否曾经适合生命生存来说至关重大。
前方的直升机或许会变成探测车或什至人类的侦察兵，他们可以探索火星车和人类根本无法抵达的区域──像是绵延4000多公里的水手号峡谷（Valles Marineris），或是约两倍半圣母峰高度的奥林帕斯山（Olympus Mons）陡坡。
「我可以想像有上百架直升机翱翔在火星上空的场景。」在 2001年至2016年担任喷射合作评测室负责人的查尔斯．埃拉奇（Charles Elachi）这么说，在他任内负责开启了火星直升机的计画。 「我可以预见前方有个任务会是有台着陆器，上面有好几十架直升机，这些直升机将飞越巡查一大片区域，并带回样本。」
埃拉奇说，喷射合作评测室团队已然在思考建造更大型的直升机，能够携带更重的酬载并探测更广大的区域。 「探测车一年可以走好几公里，但直升机一天就可以飞越好几公里，」他说：「或许的效益相当大。」
当下，团队将认真探究首次飞行的资料，以计画机智号的其他飞行──也许还需要一些时间来思考前方在其他行星上飞行的飞行器。 「只要有大气，我们就可以在任何地方飞行，」翁米米强调：「这应该变成我们派遣旋翼机探索其他星球的规范规范。」