“恐怖7 分鐘”是火星探測任務中的一大難題。火星探測器要從原來的近7000m/s 飛行速度逐漸降速至零，需要7 分鐘左右——何時減速、進入大氣的姿態與角度如何、降落傘等能否按程序工作，都需要精準控制，但鑑於人類對火星的認知不足，加之地火之間單程無線電信號的延時問題，地面指揮可以說是愛莫能助。

北京時間2021 年2 月19 日凌晨4 點55 分左右，毅力號順利登陸火星，到達位於火星北緯18 度、西經77 度區域的傑澤羅隕石坑（Jezero Crater）。

而就在幾小時前，NASA 重磅公佈了一段視頻，清晰展現了登錄火星表面的震撼過程。

恐怖7 分鐘內發生了什麼？

在視頻中，首先是打開的降落傘。

從降落傘打開的那一刻起，毅力號的攝像機系統就開始記錄了整個下降、著陸過程，探測器上的高清攝像機從距離火星表面11 公里的地方開始拍攝，我們也因此能看到這段驚心動魄的視頻。

為保護毅力號免受進入火星大氣層期間的高溫影響，隔熱護罩彈出。

赤色的荒涼之地，越來越近了。

在酷似科幻作品的場景中，反推器將火星車吊出，保證它穩穩著陸在火星表面，然後儘可能地遠離火星車，義無反顧地自行墜毀，至此，傳說中的“空中吊車”著陸順利完成。

而視頻中的下一個鏡頭就是歡呼雀躍的NASA 地面工作人員。

NASA 噴氣推進實驗室（Jet Propulsion Laboratory）負責人Mike Watkins 表示：

這是我們首次真正捕捉到這樣的壯觀場景，通過觀看這些視頻中火星車的表現，我們將能學到很多東西。

不僅是視頻，NASA 今日也公佈了兩段音頻（一段有機器噪音，一段過濾掉了機器噪音），這讓地球上的我們聽到了來自火星的真實的風聲。

鏈接戳：https://soundcloud.com/nasa/first-sounds-from-mars-filters-out-rover-self-noise/s-rnjGarHQjxB

後續，團隊將繼續對毅力號系統及其周圍的環境進行初步檢查，使用火星環境動力學分析儀進行首次天氣觀測。

NASA JPL 揭秘機智號無人機

上述被NASA 稱為是“史詩級”的珍貴音頻和視頻，源自毅力號上搭載著的23 台相機和2 個麥克風——此次毅力號也攜帶了眾多黑科技登上火星，其中最吸睛的莫過於機智號無人機。

機智號被安置在毅力號的腹部位置，重1.8 公斤、高0.5 米、螺旋槳直徑1.2 米，由兩個反向旋轉的螺旋槳提供升力，功率350 瓦。

這架無人機靠其頂部的太陽能板進行充電，充電一天大概可飛行90 秒。

它將通過相機跟踪估計速度，實現視覺導航；它配備的是高通驍龍 801 處理器、高通飛行控制面板以及Linux 飛行控制系統。

最近，IEEE Spectrum 也與NASA JPL 火星無人機運營負責人Tim Canham 進行了一場對話，雷鋒網在不改變其原意的基礎上進行了編譯。以下文字或許能讓我們機智號的了解更為深入。

IEEE Spectrum：關於機智號的硬件，是否能簡要介紹一下？

Tim Canham：由於機智號是一種技術演示，JPL 願意接受更多的風險。

對於常規的深空探測任務來說，研究團隊通常十分注重軟硬件，但我們此次使用了很多現成的消費硬件，雖然有一些電子元件異常堅固、可抗輻射，但大部分技術都是商業級的。例如，我們使用的處理器是高通驍龍801，它本質上是一個手機處理器，不過也要比火星探測器上的處理器強大得多，算力要高出幾個數量級。

原因在於，要控制飛行，制導迴路需要以500hz 的頻率運行，此外捕捉圖像、分析特徵需要以30hz 的頻率逐幀追踪，這需要相當強大的計算能力，而NASA 目前的航空電子設備都沒有足夠的功率。

您能描述一下傳感器在導航方面的用途嗎？

我們使用的是一個手機級IMU（慣性傳感器）、一個激光高度計和一個向下指向的VGA（視頻圖形陣列）攝像機，主要用於單目特徵跟踪。無人機的導航方式是：一幀一幀地比較幾十個特徵，跟踪相對位置，計算出方向和速度。實際上這都是通過估算位置來完成的，而非記憶特徵或創建地圖。

另外還有一個傾斜儀，用來在起飛時確定地面的傾斜度。

我們還有一個手機級的1300 萬像素彩色相機，它不是用來導航的，而是用於在飛行時拍一些漂亮的照片，我們將其稱為RTE。

【機智號的激光高度計和導航攝像機】

機智號是自動操作的嗎？

在某些層面，我們幾乎可以把機智號想像成一架傳統的宇宙飛船。它有一個排序引擎，我們將寫好的一系列序列和命令上傳到機智號上，它就能執行這些命令。我們在地面模擬飛行中，通過規劃一系列的路徑點作為規劃導航的一部分，我們把命令序列發送給導航軟件，當我們想讓無人機飛行時，導航軟件就會開始運行，執行起飛，穿過不同的航路點，然後著陸。

自然，這意味著飛行是事先非常明確地計劃好的，這不是真正的自主，因為如果我們不給它目標和規則，它也做不了任何高級推理。

我們在這個項目中沒有時間開發出真正意義上的自主直升機，不過這種“腳本飛行”卻能證明人類未來可以在火星上成功飛行。

什麼情況下，機智號會偏離預定軌跡？

在所有傳感器正常運行的時候，導航軟件都會產生良好的數據。如果傳感器出現問題，機智號會以當前的狀態嘗試著陸，然後告訴地面發生了什麼，等我們處理。如果傳感器失靈，直升機就不會繼續飛行。

機智號飛往哪裡該如何決定？

我們將進行一個所謂的選址過程，這一過程從軌道圖像開始（一種用於識別可能的地點的粗略方法），接著毅力號會去其中一個地點做廣泛調查，根據岩石、坡度甚至紋理特徵，為機智號選擇一個操作地點。

按計劃機智號此次將會做怎樣的飛行？

因為這是我們第一次進行試驗，我們計劃了三次主要飛行，這三次飛行中，機智號都會回到起飛地降落，因為這個地方是經過調查的安全區域。

我們有一個30 天的窗口期，如果我們有時間，我們可能還會嘗試第四次飛行任務。

有哪些工程師們會覺得有趣的事情呢？

這是我們第一次在火星上使用Linux。

我們實際上是在Linux 操作系統上運行的，我們使用的軟件框架是JPL 為立方體衛星和儀器開發的，幾年前我們把它開源了。所以，工程師們可以得到一個在火星直升機上飛行的軟件框架，並把它用在自己的項目上，這是一種開源的勝利。

這對 JPL 來說也是一件新鮮事，因為我們傾向於喜歡非常安全且經過驗證的東西，但很多人對此很興奮，我們也很期待做這件事。