在今年2月“毅力”號火星車成功登陸火星之後，北京時間4月19日18時50分左右，美國國家航空航天局(NASA)宣佈，“毅力號”搭載的火星無人直升機——“機智號” (Ingenuity)成功實現首飛。

根據此前的計劃，NASA將於美國東時間4月19日3點30分（北京時間 4 月 19 日 15 點半）開始機智號的首次飛行測試，首飛的相關資料將在飛行結束幾個小時後傳回地球。

北京時間4月19日18時40分左右，NASA宣佈已接收到第一組來自“機智”號的首飛資料，並進入了處理分析工作。

18時50分許，NASA成功獲取“機智”號首飛畫面，顯示“機智”號在火星試飛成功，現場響起熱烈的掌聲。

△機智號飛行畫面

外媒表示，“機智”號直升機的首飛意義不亞於萊特兄弟首次在地球上試飛人造飛行器，將為人類探索宇宙的方式帶來新“利器”。

機智號在火星上進行首次動力飛行可不是一件容易的事情。雖然火星的表面引力只有地球的三分之一，從這點看有利於飛行器飛行，但是火星的氣壓只有地球氣壓的1%，空氣非常稀薄。

資料顯示，火星地面上的空氣密度相當於地球上海拔22英里高的的大氣密度，而這個高度遠超地球上直升機能飛行的高度。

由於地球的大氣密度較高，一架地球直升機可以輕鬆舉起數千磅的重量。而機智號則必須以絕對的力量克服火星上稀薄的空氣，因此要求螺旋槳轉動更加快速，才有可能飛行。

根據設計，機智號直升機螺旋槳旋轉角速度可達2400轉每分鐘。水平移動的速度為10米每秒，爬升速度為3米每秒。

此前由美國加利福尼亞噴氣推進實驗室進行的飛行測試中，使用了一個真空室來模擬火星大氣層，經測試確認機智號這樣的旋翼飛機可以飛行。

但是，需要指出的是，由於機智號在火星飛行，需要將葉片進行高速旋轉，而這會產生大量熱量，以至於它的飛行時間將會受到限制。

另外，由於機智號直升機靠頂部的太陽能板進行充電，電能儲存在鋰離子電池中，而機智號本身重量也僅有1.8公斤，除去螺旋槳、以及安裝在直升機上的一個彩色相機和一個黑白相機，機智號難以搭載大容量的電池。資料顯示，機智號依靠太陽能充電一天，大概只能能夠飛行90秒！

另外，由於機智號直升機無法直接和地球聯絡，要透過毅力號進行資訊接力傳輸，因此，不能飛離毅力號太遠，最遠航程僅300米，最遠通訊距離為1公里。

總結來說，這架價值8500萬美元的火星直升機，並沒有配備科學儀器，它的主要任務就是證明旋翼飛機可以在火星極薄的大氣層中能夠飛行。火星直升機比軌道上的人造衛星解析度更高，而且比火星車更加靈活，機動性更強。一旦飛行成功，將為未來火星探測增加了全新的方式。

△飛行計劃示意

根據計劃，機智號有31個地球日的測試視窗。與流動站建立無線電聯絡後，倒計時將開始。假如每個步驟順利，“機智號”計劃將進行連續的5次飛行。

第一次飛行：

原計劃於美國當地時間4月11開始的首次飛行已經被多次推遲。美國東時間4月19日3點30分左右，指令發出之後，機智號火星直升機能夠成功起飛的話，那麼將升離地面約10英尺 (3米)的高度並懸停，然後在原地盤旋30 秒，最終在半空中轉彎並重新降落到表面。底部攝像頭每秒可以拍攝30張地面照片，其他攝像頭將面向地平線，在飛行時拍攝照片。

第二次飛行：

如果第一次的飛行測試成功，那麼“機智號”將爬升至約16英尺，向下飛幾英尺，然後再返回停機坪。

第三次飛行：

一旦認為第二次測試成功，則該測試可能會飛得更快，更遠，沿著一條飛行路徑飛行至160英尺並返回。

第四五次飛行：

直升機可以在一天多風的時候嘗試飛行，從而走得更遠，同時還可以在不同的高度，方向和速度下飛行。

不過，需要指出的是，機智號飛行測試面臨最主要的困難是操控。由於操控訊號從地球傳輸到火星，再從火星傳送回地球，這種中間訊號的延遲可能長達3至22分鐘，透過遙控進行實時操控直升機實是不可能的。所以機智號火星直升機需要有彈性的自動控制的能力。

同時，由於加熱器在火星夜間為元件保溫消耗了直升機大部分的電能，確保處理自動操作的系統具備高度的運算能力並同時保持低功耗也是一項巨大挑戰。此外，部分形式的太空輻射也會逐漸或突然破壞晶片。所以需要縝密的測試與太空防護。

根據之前曝光的資訊顯示，機智號採用了高通的飛行平臺(Qualcomm Flight Platform) ，來應這些挑戰。