来自毅力号（Perseverance）探测器的机智号（Ingenuity）直升机及其一片旋翼（左）的图像，拍摄于最后一次着陆后。

华盛顿——美国国家航空航天局（NASA）的机智号（Ingenuity）火星直升机在今年早些时候坠毁，项目工程师得出结论，原因是其导航系统被飞越的无特征地形所困扰。

美国地球物理联盟（American Geophysical Union）年会上，喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory，JPL）机智号火星直升机项目的领导者简要介绍了他们所称的“另一个世界的首次飞行事故调查”的结果，解释了他们认为在机智号第72次也是最后一次飞行中发生的情况。

“根本原因是由于视觉上单调的地形导致导航退化，可能还与局部陡坡有关，”JPL机智号任务前半段的首席飞行员哈瓦德·格里普（Håvard Grip）说。

直升机使用向下的摄像头跟踪地表特征，这种方法在大部分任务中效果良好，当时直升机飞越的地形有许多岩石和其他特征。然而，在坠毁时，机智号已经到达一个沙丘区域，那里几乎没有导航系统可以锁定的特征。

“在第70次飞行中，导航系统‘开始挣扎’，”机智号的首席工程师和团队负责人特拉维斯·布朗（Travis Brown）说，但仍在过去飞行的经验范围内。“然而到了第71次飞行，这种视觉导航问题最终触发了紧急着陆。”

在第71次飞行中，机智号以约每秒2.5米的水平速度着陆，是其设计速度的五倍，但直升机似乎没有受损。“我们可以看到直升机弹跳并在地面上翻滚的迹象，”格里普说。

他表示，在第72次飞行中似乎发生了类似的情况，这是一次“弹起”飞行，目的是让控制人员在前一次紧急着陆后重新定位。“我们看到直升机弹跳，翻滚穿过沙子，并将沙子从着陆装置周围抛开。由此我们可以推断，在第72次飞行中，我们也经历了一次高侧向速度的硬着陆。”

机智号在最后一次飞行中的坠毁着陆可能的事件顺序。

在最后一次飞行后不久，项目官员推测，旋翼在硬着陆时接触了地面，导致其断裂。但他们现在不再认为是这种情况。

格里普表示，旋翼在着陆时是因弯曲负荷而受损的。所有四片旋翼都遭受了类似的损伤，约三分之一的部分从尖端断裂。“这表明它们都承受了类似的负荷，并且在旋翼的一个弱结构点断裂，”他说，这一结论得到了对旋翼的结构分析的支持。

该分析基于机智号有限的遥测数据和图像。“我们没有足够的信息来理清着陆时事件顺序的一些细节，”他说，并指出，随着时间的推移，疲劳或前一次飞行未观察到的损伤可能起到了作用，导致旋翼在着陆前而不是着陆后断裂。

调查导致了几项建议，例如改善导航系统以处理特征稀少的地形，以及在异常情况下更稳健地处理遥测数据。

这些建议和机智号的其他经验将支持未来可能的火星直升机。在简报会上，机智号项目经理泰迪·扎内托斯（Teddy Tzanetos）讨论了一个名为火星直升机（Mars Chopper）的概念。虽然机智号的重量不到两公斤，但火星直升机将大得多，配备六组旋翼。

它可以携带五公斤的有效载荷，并在每个火星日飞行三公里，穿越地形的速度远快于探测器。“在大约一周内，你可以覆盖毅力号（Perseverance）行驶的距离，”他说。“在探索和发现方面，这确实是一个游戏规则的改变者。”

官员们强调，火星直升机只是一个概念，目前没有明确的计划将其开发用于未来的火星任务。“这是一个概念，旨在提出一个可能性，未来可能会实现的东西——显然，我们希望它能够在未来实现，”格里普说。

尽管经历了硬着陆，机智号依然存活。“机智号，除了旋翼系统外，仍然活得很好，”扎内托斯说。“即使在第72次飞行的硬着陆后，航空电子设备、电池、传感器都正常工作。”这架直升机现在作为气象站，每天收集数据。根据可用的闪存量，它可以在这个角色中继续工作长达20年。

这架直升机仍与毅力号保持偶尔联系，后者将数据传回地球，即使探测器已经移动了超过三公里。“这实际上比我们曾经认为的无线电通信距离还要远，”布朗说。

不过，他补充说，探测器即将越过一个地形特征，这将使其与机智号失去视线，切断这些通信。“可以合理地推测，在下个月内，我们将永远失去联系，”他说，“或者直到我们在20年后带着宇航员回来。”