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其次是火星車“越野”能力不足，無法進(jìn)入山谷、坑道、懸崖等復(fù)雜地形作業(yè) 。
于是，NASA的研究人員就想了一個辦法來擴(kuò)展火星車的視野——無人機(jī) 。
即將進(jìn)行史上首次火星飛行的無人機(jī)機(jī)智號（Ingenuity），藏在火星車腹艙內(nèi)一起登陸。
第一次登陸火星的機(jī)智號并沒有承擔(dān)任何具體的科研任務(wù) 。
它的主要使命，就是驗(yàn)證無人機(jī)在火星環(huán)境中的可行性，收集飛行和火星大氣數(shù)據(jù)，為今后能真正執(zhí)行任務(wù)的無人機(jī)迭代經(jīng)驗(yàn) 。
那么，人類首架火星無人機(jī)，要克服哪些地球上沒有的困難，又有哪些黑科技和看點(diǎn)？
只有1%大氣壓也能飛給火星車配一個無人機(jī)，其實(shí)這個點(diǎn)子不難想到，真正的難點(diǎn)在于：怎么讓它飛起來？
火星表面的重力大約只有地球的1/3（38%），看起來似乎很容易起飛，但有一點(diǎn)非常致命：火星大氣的密度只有地球的1% 。
這相當(dāng)于在地球上3萬米以上的高空起飛，而目前的高原型無人機(jī)，也不過可以確保最高在6500米的海拔正常飛行。
除了大氣密度低，火星上的音速也比地球低不少，只有240米每秒。
如果葉片的自旋末梢速度超過音速，就會引發(fā)強(qiáng)烈的顫振，所以要把葉片的轉(zhuǎn)速限制在每秒40轉(zhuǎn)之內(nèi) 。
限制轉(zhuǎn)速，又要有足夠升力，這就要求整個設(shè)備不能過重。
最終的方案是無人機(jī)全重1.8公斤，高0.5米。采用頂部安裝兩對碳纖維螺旋槳來提供動力，直徑1.2米，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速可達(dá)每分鐘2400轉(zhuǎn)，功率350瓦。
測試階段，NASA的JPL實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備了一個名叫“空間模擬器”的巨大房間，可以模擬無人機(jī)在離開地球之后可能面臨的各種極端氣溫，以及火星大氣、重力環(huán)境。
最終，機(jī)智號實(shí)現(xiàn)了在-90℃的模擬火星環(huán)境下正常工作，水平移動的速度為10米每秒，爬升速度為3米每秒。
實(shí)現(xiàn)基本功能后，無人機(jī)還有一個重要挑戰(zhàn)，就是通信和控制。
但火星和地球距離有10光分左右，不可能實(shí)現(xiàn)實(shí)時控制。
注：光分，即光在真空中一分鐘所行走的距離。
所以，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個指令列表，預(yù)裝在毅力號上，由火星車對無人機(jī)進(jìn)行通信指揮。
所以，機(jī)智號不能離火星車太遠(yuǎn)，設(shè)計(jì)的4次飛行測試，范圍都不超過50米，時間也在90秒之內(nèi) 。
飛行中，無人機(jī)會捕捉圖像，而毅力號也有可能拍下一些機(jī)智號盤旋在空中的圖像。
首架火星無人機(jī)，7年前手機(jī)同款芯片你沒看錯，火星無人機(jī)上用的處理器，就是小米和其他很多普通民用手機(jī)的同款。
而且，還是7年前的旗艦手機(jī)小米4同款芯片——高通驍龍801（28nm制程）。
為什么選擇民用產(chǎn)品？
最重要的原因是，無人機(jī)對實(shí)時數(shù)據(jù)處理要求更高，包括飛行時的姿態(tài)控制、圖像處理等等任務(wù)，而火星車上搭載的成熟產(chǎn)品不能滿足要求。
一般來說，為了保證航天任務(wù)的成功率，傳統(tǒng)航天器使用的設(shè)備，都偏重成熟穩(wěn)定型號。
比如好奇號火星車的電腦使用的 CPU 是PowerPC 750（150nm制程，最高主頻200MHz），其他的硬件配置也很低。
但由于機(jī)智號本身是實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性質(zhì)，NASA反倒愿意承擔(dān)一些風(fēng)險(xiǎn)，特別允許項(xiàng)目組在市場上采購民用產(chǎn)品。
最終選定的驍龍801處理器，除了體積小、抗輻射指標(biāo)達(dá)標(biāo)之外，算力更是比毅力號火星車上的處理器高好幾個數(shù)量級。
除了處理器，機(jī)智號無人機(jī)的導(dǎo)航設(shè)備，包括慣性測量單元IMU、激光測距儀等等設(shè)備，都是通過電商平臺SparkFun購買的，而且它們都是普通的手機(jī)級硬件。
這些民用品能不能在火星上與航天軍工產(chǎn)品一較高下，很快就會見分曉。

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