火星直升机独创号已经结束其任务为其他行星卫星上更多飞行器铺平道路

很难强调美国宇航局火星直升机“独创号”所超越的里程碑的重要性。这架小型(1.8公斤)直升机于2021年与毅力号火星车一起着陆。2024年1月25日，美国宇航局宣布这架飞行器必须紧急着陆，导致其一个旋翼受损并结束其任务。

这提醒我们，太空探索仍然是困难重重。但“聪明号”在火星上的三年证明了在火星上进行动力、受控飞行是可能的。

这架小型直升机的飞行时间远远超出了计划，而且飞得比许多人想象的更高、更远。除了这次火星实验之外，旋翼机的成功还为使用飞行器探索行星和卫星的其他任务铺平了道路。

第一次登陆月球是静态的。1969年可能是太空探索最重要的一年，阿波罗11号和阿波罗12号将宇航员带到了月球表面，但1970年是行星探索的一年。

1970年，我们在另一颗行星金星上进行了首次软着陆。第一个机器人样本从月球运送到地球。第一个绕另一个天体(也是月球)行驶的机器人漫游车。

此后，经过50多年的行星探索和技术发展，只有少数成功的地面任务，能够移动的就更少了。1970年至1985年间，十几个静态着陆器曾访问过金星，但此后再也没有出现过。

从漫游车到直升机

1971年至1976年间，仅成功登陆火星3次，之后探路者着陆器和旅居者漫游车于1997年抵达。欧洲惠更斯号宇宙飞船随后于2005年登陆土星的卫星泰坦。

这些到达地面的尝试非常罕见，而且极其困难，而且从历史上看，着陆器几乎从未移动过。然而，美国宇航局火星探测器“勇气”号、“机遇”号、“好奇”号和“毅力”号都超出了他们的设计，并且越走越远。

聪明才智飞了起来。

这不是第一艘飞行的航天器。这些气球是苏联织女星1号和织女星2号任务部署的气球，它们于1985年漂浮在金星上空。但独创号拥有控制权、摄像头和连接能力。它从全新的角度拍摄了火星车和火星的照片。它引起了世界的关注并俘获了我们的心。

在莫斯科，我有机会看到织女星气球和第一个月球车的模型和复制品。它们给我留下的印象比加州美国宇航局喷气推进实验室(JPL)使用的双胞胎火星车更深刻。苏联的任务更加大胆和不同，它们是几代人以前的任务，早在我的时代之前，也早在我作为行星科学家的职业生涯之前。

独创性是大胆的、原创的和全新的。它所拍摄的照片，包括毅力号、寻找将其带到火星的下降舱中丢弃的技术以及鸟瞰火星远景的照片，都令人叹为观止。与此同时，Perseverance还拍摄了Ingenuity在空中飞行的视频。以前从未见过这样的事情。

未来的航班

然而，独创性的实现却经历了一段艰难的历程。整个火星2020任务(毅力号、独创号及其运输系统)是突然的。

在美国宇航局退出欧洲航天局联合ExoMars计划(其中包括火星漫游者任务)后，美国航天局开始自行开发一个项目。这辆后来被命名为“毅力”号的火星车从宣布到概念再到开发和发射仅用了七年半的时间。

最初，Ingenuity并没有包含在船上。作为一个想法，它是在Mars2020开发阶段后期提出的，并遭到了严重的反对。它增加了额外的复杂性、成本、风险和新的故障模式。它还受到工程目标的驱动，并有可能进行一些外展活动，即向公众传达任务的科学和工程知识的机会。

独创性并不打算持续很长时间。它的目的是证明直升机在稀薄的火星大气层中的飞行。它的目标是一个月内有五次短途航班。可能的结果包括硬着陆、翻倒、如果太阳能电池板被灰尘覆盖就会失去电力，或者在远离流动站时失去通讯(这种情况发生过几次)。

但它的表现远远超出了预期，在火星表面存活了三年，甚至经历了一个尘土飞扬的季节，并进行了72次飞行。它的成功很大程度上得益于火星上现有的通信网络。

独创号接收指令并向毅力号传输数据，后者与包括欧洲ExoMars痕量气体轨道飞行器、美国宇航局的Maven航天器和火星勘测轨道飞行器在内的一组卫星进行通信。这些反过来又与地球上的两个深空网络、世界各地指挥和跟踪航天器的无线电天线系统进行通信。

经过50年的行星探索才到达这里，但我们已经可以看到独创号的任务对未来探索的影响。下一个星际旋翼机将是前往土星卫星泰坦的蜻蜓号任务。

这将与独创性有很大不同。它重约一吨，配有八个旋翼。它是一种巨大的飞行器，设计用于在泰坦厚厚的大气层中飞行。

下一个红色星球任务之一将是火星样本返回，旨在收集毅力号正在准备和储存的火星土壤样本容器。原计划使用流动站来实现这一目标，但独创号的成功引发了用直升机来实现这一目标的想法，现在又开发出来了。

Ingenuity为我们开启的未来令人兴奋。我们将在火星和金星上看到直升机，在金星上看到更多气球，在木星和土星的冰冷卫星下看到游泳车辆，甚至可能看到一两架飞机。