开源软件冲破云霄,“机智号”直升机首飞成功,还带来了第一个火星机场!

整理 | 苏宓

出品 | CSDN(ID:CSDNnews)

一起飞向下一个星球,这个曾挂在嘴边说说的畅想,如今正逐步成为现实(www.Lm56.cn)。

美国东部时间 4 月 19 日早晨,阵阵掌声和欢呼声响彻美国航空航天局(NASA)位于南加州的喷气推进实验室(JPL),这是因为他们收到了一份来自外太空之火星的礼物。

至于是什么礼物?

不久之后,NASA 为我们揭开了谜底,并在官网宣布,一架名为“机智号”(Ingenuity)火星直升机在火星起飞,团队工程师于当地时间凌晨 6:46 收到了通过火星探测器传输过来的数据后,确认飞行成功。而这一飞也成为了历史上第一架在另一个星球上进行动力控制飞行的飞机。与此同时,这不仅是航天航空探索之旅中的一次创新突破,也是开源软件发展史中一个重要的里程碑事件。

机智号火星直升机首飞成功!

早在今年 2 月 19 日,NASA 耗资 27 亿美元打造的火星探测器毅力号,以每小时 19312 公里的速度撞击火星大气层,不久后,这辆最新的火星探测车安全地降落在火星表面。 这一次的飞行,除了毅力号火星车本身,它还携带了一个一吨重的移动实验室和一辆 1.8 公斤的无人直升机机智号。

此次飞行的主角正是 4 月 3 日被毅力号释放到火星表面的机智号。

彼时在 JPL 团队确认的最佳飞行条件后,机智号于美国东部时间 4 月 19 日 3:30 开始,它的两个碳纤维旋翼桨叶开始猛烈旋转,在 12 秒内,从 0 加速到 2500 转每分钟并从火星表面起飞,仅用了 6 秒的时间达到了大约 10 英尺(约 3 米)的高度,悬停 30 秒后降落到了火星表面。整个过程使用了 39.1 秒。

上面的画面是毅力号在离机智号 76 米的位置拍摄的。而在此期间,机智号也使用了其底部导航摄像头,在飞行过程中拍摄了如下的画面。在安全着陆之后,其将照片传回地球。

据悉,照片数据流花费了大约三个小时,横跨 1.78 亿英里(约 2.9 亿公里)从火星传回地球。这些照片也弥足珍贵。

同时,还值得关注的是,机智号还携带了莱特兄弟 1903 年制造的飞行者一号飞机上的一小块布料,用以致敬人类航空百年。对于此次飞行成功,美国宇航局科学副局长 Thomas Zurbuchen 表示:“在莱特兄弟成功进行了第一次飞行的 117 后,NASA 的机智号(Ingenuity)直升机也成功地在另一个星球上实现了这一惊人的壮举。”

“尽管航空历史上的这两个标志性时刻可能被时间和 1.73 亿英里的太空隔开,但它们现在将永远联系在一起。为了向代顿(莱特兄弟的故乡)的两位创新者致敬,在继续推动探索的创新精神的同时,现在在另一个星球(火星)的多个飞机场中的第一个也被称为莱特兄弟机场。”

同时,JPL 的“机智”号项目主管 Mimi Aung 说道,“我们长期以来一直在谈论我们在另一星球的莱特兄弟时刻。而现在,它就在这里。”

接下来,如果一切按照计划进行,“机智号”将使用 4-5 天的时间进行充电、修整,同时也将在接下来几周再进行 4 次飞行,且会不断地提升飞行的复杂度和难度,如预期第二次飞行会达到 16 英尺(约 4.9米)的高度,同时也会在降落的时候沿水平飞行。

事实上,无人直升机想要在火星飞行并不是一件容易的事情,因为火星引力只有地球的三分之一,且火星表面的空气密度只有地球的 1%,稀薄的空气很难让直升机获得足够升力。同时,因火星到地球的距离有 5500 万公里-4 亿公里,想要通过远程实时控制机智号,也是不可能的事情,在此情况下,只能完全依靠机智号直升机自主实现避障等操作。

此前,机智号因为命令序列和软件测试等问题,也推迟了两次试飞的时间,如今机智号首飞成功意义非凡,既证明了在火星上,可以通过动力飞行,也为人类探索火星带来了无限的可能性。

搭载 Linux、开源软件、骁龙 801 的机智号

不过,令人惊讶的是,机智号实际上只是一架测试直升机,它与毅力号的任务侧重点有所不同,毅力号火星探测器的主要任务是搜寻火星上过去生命存在的证据,并储存样本在未来返回地球时带回,而机智号是一个试图在有限的范围内对新功能进行首次测试的项目,它旨在证明可以使用现有的商业硬件(COTS)和开源软件在火星上飞行。

来源:GitHub 官网博客

针对机智号本身,CSDN 也曾报道过,它是由 JPL 设计的,硬件部分,采用了高通骁龙 801 处理器。对于这款 2014 年发布的处理器,许多人听起来或许感觉它太旧了,但实际上,和毅力号上的流动站处理器相比,它已经很新了,而且运行速度也快得多。

至于处理器的选用标准,据外媒报道,NASA 级的 CPU 和芯片必须要符合 NASA 的高性能航天计算(HPSC)辐射标准。而且这些定制的处理器需要经过多年的设计和测试,才能获得太空飞行认证。

机智号软件部分主要搭载了 Linux 开源系统,并应用了 JPL 研发的 F Prime 构建的应用程序,而它们都离不开开源。

机智号背后的开源驱动,软件部分是全球 12000 名开发者的贡献

一直以来,业界关于开源与安全、创新等话题讨论从未停止,而这一次机智号上开源软件的应用也为开源一词再次正名。通过开源,集结了各行各业技术人才的智慧,为软件带来创新的原动力。

对此,GitHub CEO Nat Friedman 发文表示,“我们敬畏地看着第一架火星直升机机智号在稀薄的火星大气层中飞行。对于 NASA 和 JPL 团队而言,这是一项令人难以置信的成就。而在这项成就的背后,也有来自世界各地的开源开发者在推动。实际上,在 GitHub 上,有近 12000 名开发者通过开源为机智号的软件做出了贡献。但是,就像曾经发布的第一张黑洞照片一样,很多开发者甚至不知道他们帮助实现了火星直升机的首飞。”

为了感谢这些默默付出的开发者们,Nat Friedman 宣布 GitHub 为其颁发 Mars 2020 Helicopter Mission 奖章,同时,他也分享了推进机智号上软件落地的一些存储库列表。

详细见:https://docs.github.com/en/github/setting-up-and-managing-your-github-profile/personalizing-your-profile#list-of-qualifying-repositories-for-mars-2020-helicopter-contributor-badge

对于排在列表首位、也在机智号到至关重要作用的 Linux 系统,Linux 基金会执行董事 Jim Zemlin 表示,“在这种情况下,为集体而感到骄傲。最初 Linux 仅是业余爱好者使用的一种操作系统,此后它也已经成为了移动、云计算、汽车等领域通用的平台,现在,它也是一个星际操作系统。”

随着时间的推移,在以技术为驱动的当下,很多人发问,能否把火星改造成第二个地球?其实也不无可能,也正如 Nat Friedman所述, “我们虽然仍在地球上,但是大家的代码现在在火星上!”反过来来看,代码已经登上火星了,人类还会远吗?

参考:

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-ingenuity-mars-helicopter-succeeds-in-historic-first-flight

https://github.blog/2021-04-19-open-source-goes-to-mars/

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