科学探索|火星的危险冬季：每个太阳日都可能是Ingenuity直升机的最后一天火星的危险冬季：每个太阳日

尽管NASA的 Ingenuity火星直升机的运行超出预期，证明了该直升机在火星上的动力控制飞行是可能的，并且在各地取得了令人难以置信的成功，但即将到来的火星冬季带来了额外的挑战。每个太阳日（sol）都可能是 Ingenuity 的最后一天。

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在火星上的冬季，由于到达Ingenuity火星直升机太阳能阵列的日光较少，它在保持电池充电方面可能会有不足。据信，它在夜间已经遭受了电池断电的困扰，低电压导致电子设备复位。还有可能是加热器没有足够的电力将电子设备保持在其安全温度范围内。每晚的这种冷循环可能会导致电子装置失效。
正如最近的一篇文章所详述的那样，在NASA Ingenuity团队长达一年的延长任务中，他们第一次在 5 月 3 日（Sol 427）和 5 月 4 日（Sol 428）的下行链路中失去了与 Ingenuity 的通信。经过一周的异常调查、两个太阳日专门用于数据收集，以及“毅力号”和 Ingenuity 运营团队的努力，团队很高兴地报告他们已经与 Ingenuity 重新建立了可靠的通信。根据所有可用的遥测数据，直升机看起来很健康，团队已经恢复了修改后的操作形式。假设冬季重新调试活动名义上完成， Ingenuity 的第 29 次飞行可能会在接下来的几个太阳日内进行。
Ingenuity的遥测证实，通信丢失是由于进入夜间的电池充电状态 (SOC) 不足，导致 Ingenuity团队的任务时钟重置。这种每日 SOC 赤字可能会在火星冬季（直到 9 月/10 月）持续。
像这样的挑战是意料之中的：在原计划的五次飞行之外，经过数百次飞行和数十次飞行，这架太阳能直升机处于未知领域。团队现在的运营远远超出了他们最初的设计限制。从历史上看，火星对航天器（尤其是太阳能航天器）非常具有挑战性。每个太阳日都可能是 Ingenuity 的最后一天。

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以下是Ingenuity团队过去两周异常调查的摘要，他们提升的冬季风险态势，以及 Ingenuity 在冬季及以后的可能路径。
Sol 427 和 428 通信丢失
在火星晚秋/初冬， Ingenuity团队已经达到了 Ingenuity 无法再支持名义运行的能源需求的地步。从 Sol 426 晚开始， Ingenuity团队认为该直升机开始经历夜间电池断电（电池电压下降），这会重置电子设备。由于可用太阳能的季节性减少、空气中尘埃密度的增加以及温度的下降，使电子设备在夜间保持供电和温暖的能源需求已经超过了 Ingenuity 的可用能源预算。
下面是杰泽罗陨石坑的环境条件图。黑线是火星年空气尘埃密度（称为“tau”）的气候模型，绿色虚线显示了预期的每日日照量（到达太阳能电池板的太阳光线量）。现在正处于 tau 峰值的火星年，加上日照下降。此图中未显示每日平均温度降低的额外趋势，这也增加了 Ingenuity 的能源需求。Ingenuity团队预计将在这个具有挑战性的冬季能源模式中保持到 Sol 600 左右。

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在冬天， Ingenuity团队每天晚上都希望电池 SOC 会降到足够低的位置：