美国毅力号火星车搭载的直升机才智号第六次飞行发生故障

　　美国国家航空航天局（NASA）喷气推进实验室（JPL）于当地时间5月27日宣布，火星直升机＂才智号 ＂已经进行了第六次飞行。尽管这次飞行出现异常，但＂才智号 ＂最终安全降落在火星表面，JPL 表示它已准备好再次飞行。
　　＂才智号 ＂的这次飞行发生在当地时间 5 月 22 日。据喷气推进实验室的Havard Grip介绍，已经上升到10m高度的＂才智号 ＂先是向西南水平移动150m，然后向南移动15m，同时用彩色相机拍摄西边镜像。总共计划了 215m 的自主飞行，最后向东北移动 50m，然后降落在第三个起降点。
　　问题发生在＂才智号 ＂ 在西南 150 米处飞行第一段时。在某个时刻，＂才智号 ＂开始调整速度，飞机开始以振动模式来回摆动。飞机的摇摆一直持续到飞行结束，数据记录俯仰角（前后倾）和横滚角（左右倾）波动超过20度，操纵输入值大，急剧增加耗电量。喷气推进实验室（JPL）为 ＂才智号＂ 估计位置、速度和姿态，设计出两种机制
　　根据 Grip 的说法，这次飞行中发生的异常摇摆是由于＂才智号 ＂在掌握其位置、速度和姿态的系统时出现故障。
　　＂才智号 ＂配备了惯性测量单元（IMU），用于测量飞机的加速度和旋转速度。飞控系统根据IMU数据估计出的当前位置、速度和姿态，以每秒 500 次左右的速率控制飞机。
　　但是，测量得到的数据会有一定的误差。实际位置/速度/姿态值与从 IMU 数据估计的值之间的差异会随着时间的推移而增加，因此如果仅依赖 IMU，可能会失去对当前位置的跟踪。
　　这就是 ＂才智号 ＂使用相机来补充 IMU 缺点的原因。＂才智号 ＂搭载了导航相机，该导航相机每秒拍摄30张地表的黑白图像，导航系统在拍摄新图像时会立即识别地表特征（如岩石、沙纹等高度不同的部分和颜色不同等）。
　　导航相机拍摄的图像中表面特征的位置随着＂才智号 ＂移动或改变其姿态而变化。导航系统通过确定表面特征的预测位置与从图像中识别出的实际位置之间的差异，对飞机的位置、速度和姿态的估计值进行修正。某点后图像时间戳不正确
　　然而，这一次，大约在飞行开始后的 54 秒之后，从导航相机向系统发送图像的路径发生了
　　故障。这次故障丢失了一张图像，但最大的影响是之后导航相机发送到系统的所有图像的时间戳（拍摄日期和时间信息）都不准确。导航系统根据错误的时间戳处理图像，并试图根据与实际时间不同的地表外观来校正估计的位置、速度和姿态，结果就是＂才智号 ＂自己造成异常晃动。
　　幸运的是，＂才智号 ＂在失败后继续飞行，并能够在其计划位置的 5 米范围内降落。根据Grip的说法，在设计＂才智号 ＂时，为了避免不稳定而在允许重大错误（飞行控制系统设置充分的稳定富余）上下了很大功夫。在过去的5次飞行中，虽然＂才智号 ＂按预期进行了动作，但是这个设计对于这次飞行起了很大作用。
　　另外，在着陆下降的最后阶段停止使用导航相机，设计仅用IMU的数据来估计垂直方向的速度也起到了一定的作用。这是为了在与地面接触之前能够顺畅且连续地算出机体速度的结构，但是这次的结果是为了消除故障的影响。＂才智号 ＂在飞行的最后一边停止机体的振动保持姿势水平，一边以设计那样的速度着陆。
　　Grip提到，关于＂才智号 ＂此次飞行，除了明确了应对的脆弱性之外，系统的坚固性也可以用多种方法确认。获得的数据将扩展在火星上飞行的直升机的知识积累中。