火星尘埃开始使 Ingenuity 的太阳能电池板变暗

就像火星上的每一辆太阳能电池板驱动的飞行器一样，在任务的某个阶段，维持电力总是会成为一个问题。上周，喷气推进实验室的任务控制员与 Ingenuity Mars 直升机失去了联系。虽然他们能够通过毅力号火星车重新建立通信，但工程师们知道，随着黑暗的冬天正在前往 Jezero Crater 的路上，保持 Ingenuity 的电池充电将变得越来越困难。

工程团队不得不进行一些故障排除来解决这个问题，但他们报告说，5 月 3 日，毅力号火星任务的 Sol 427 通信中断，“是太阳能直升机进入低空的结果-动力状态，可能是由于火星大气中尘埃量的季节性增加以及随着冬季的临近而降低的温度。”

太阳能电池板上的灰尘量减少了照射到太阳能电池阵列的阳光量，从而降低了 Ingenuity 为其六个锂离子电池充电的能力。当电池组的充电状态低于下限时，直升机的现场可编程门阵列（FPGA）——基本上是操作计算机——被断电。

尽管 Ingenuity 在空中飞行——人们预计灰尘会从直升机上飞走——火星上的尘埃与地球上的尘埃不同。火星尘埃带有静电，因此它会附着在太阳能电池板的玻璃上。虽然许多人说火星上的每辆太阳能车辆都应该在其机械臂上安装一个小扫帚或类似雨刷片之类的东西来刷掉灰尘，但工程师们表示这很困难。灰尘也非常坚硬，如果试图将其擦掉，太阳能电池板可能会被划伤，从而损坏电池板并使电力问题更加严重。

“我们一直都知道，火星冬季和沙尘暴季节会给 Ingenuity 带来新的挑战，特别是更冷的溶胶、大气尘埃的增加以及更频繁的沙尘暴，”Ingenuity 团队负责人 Teddy Tzanetos在新闻稿中说。“超出我们最初的 30 sol 任务的每一次飞行和每一英里的飞行距离都将宇宙飞船推到了火星上的每一个 sol 的极限。”

Ingenuity——这架 1.8 公斤（4 磅）的小型直升机飞入我们的太空心脏——成为第一架在另一个世界上运行的动力飞机，于 2021 年 4 月 19 日首飞。最初的任务计划是制造五架跨越 30 个火星日（sols）的实验性试飞。但 Ingenuity 已飞行 28 次，航程 6.9 公里（4.2 英里）。

由于阳光较少，电池充电不足，FPGA 在寒冷的夜晚失去了电力。FPGA 管理 Ingenuity 的运行状态，根据需要打开和关闭其他航空电子元件，以最大限度地节约能源。它还操作加热器，使直升机能够在寒冷的火星夜晚生存，保持精确的航天器时间，并控制直升机计划何时醒来以与毅力号进行通信会话。

Ingenuity 的加热器是将电子设备和其他组件保持在工作温度范围内的关键。随着 FPGA 关闭，其内部时钟复位。JPL说，当第二天早上太阳升起，太阳能电池板开始给电池充电时，直升机的时钟不再与火星车上的时钟同步。本质上，当 Ingenuity 认为是时候联系 Perseverance 时，流动站的基站并没有在听。

正如Ars Technica 的 Eric Berger 所指出的那样，虽然 Ingenuity 最初被视为附加演示任务，但它已经发展到远不止于此，并已成为 Perseverance 的侦察员，检查前进的道路。

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