NASA的Ingenuity无人火星直升机将在4月8日之前首次尝试在另一行星上进行飞机的动力控制飞行。该直升机目前固定在NASA恒心漫游者的腹部，2月降落在火星上。 18号，目前正在运送至Ingenuity将尝试飞行的选定位置。
部署完成后，Ingenuity将有30个火星日（或溶胶）（31个地球日）来进行其试飞活动。但是，旋翼飞行器在重达4磅（1.8千克）的飞行器中进行首次飞行之前，它和它的团队都必须达到一系列具有挑战性的里程碑。
“当NASA的Sojourner漫游车于1997年降落在火星上时，事实证明巡回红色星球是可能的，并彻底重新定义了我们探索火星的方法。同样，我们想了解独创性对科学研究的潜在潜力。” NASA总部行星科学部主任Lori Glaze说。“ Ingenuity得名，是一项技术演示，旨在成为另一个世界上的首个动力飞行，如果成功，它将进一步扩大我们的视野，并扩大火星探测的可能性范围。”
在火星上以受控方式飞行比在地球上飞行困难得多。红色星球具有巨大的引力（大约是地球重力的三分之一），但其大气层的密度仅为地球表面的密度的1％。在火星白天，行星表面仅吸收白天到达地球的太阳能总量的一半，而夜间温度则可下降至负华氏130度（摄氏90度），这会冻结和破裂不受保护的电气组件。
为了适应恒心漫游者提供的可用住宿，Ingenuity直升机必须很小。要在火星环境中飞行，必须轻巧。为了在寒冷的火星夜晚中度过难关，它必须有足够的能量为内部加热器供电。该系统-从其在稀有空气中的转子性能到其太阳能电池板，电加热器和其他组件-已在南加州NASA喷气推进实验室的真空室和测试实验室中进行了测试和重新测试。
JPL的火星直升机首席工程师鲍勃·巴拉兰姆（Bob Balaram）表示：“自六年前这一旅程开始以来，我们采取的每一步都是飞机历史上未知的领域。” “在部署到地面上将是一个巨大的挑战，如果没有火星车保护它并保持其动力，仅在火星上生存的第一天晚上将是一个更大的挑战。”
在Ingenuity首次在火星上飞行之前，它必须摆正在飞机场的正中央– 33乘33英尺（10乘10米）的火星地产斑块，原因是其平坦性好且没有障碍物。一旦直升飞机和漫游者团队确认毅力正好位于他们希望将其放置在飞机场内的确切位置，便开始了将直升飞机部署到火星表面的复杂过程。
“与直升机的所有装备一样，这种部署从未有过，”恒心漫游者火星直升机整合负责人法拉·阿里贝（Farah Alibay）说。“一旦我们开始部署，就不会退缩。所有活动都是紧密协调，不可逆转且相互依赖的。如果甚至有迹象表明事情没有按预期进行，我们可能会决定暂缓求助，直到我们对发生的事情有一个更好的了解。”
直升机的部署过程大约需要六次溶胶（六天，在地球上需要四个小时）。在第一个sol上，地球上的团队将激活一个螺栓破坏装置，释放一个锁定机制，该机制在发射和火星着陆期间将直升机牢牢地固定在流浪者的腹部。在接下来的溶胶中，他们将发射一个切断电缆的烟火装置，使持有Ingenuity的机械臂开始将直升机旋转出其水平位置。这也是旋翼飞机将其四个着陆腿中的两个伸出的时候。
在部署序列的第三个溶胶期间，一台小型电动机将完成Ingenuity的旋转，直到其锁定为止，使直升机完全垂直。在第四次Sol中，最后两个着陆脚将卡入到位。在这四种溶胶中的每一种上，用于操作和电子工程学的广角地形传感器（WATSON）成像器都将随着其逐渐展开进入其飞行状态而拍摄出独创性的确认照片。在其最终位置，直升机将悬吊在火星表面上方约5英寸（13厘米）的位置。到那时，只有一个螺栓和几十个微小的电气触点就能将直升机连接到恒心上。在部署的第五个解决方案上，团队将利用最后的机会利用恒心作为电源并为Ingenuity的六个电池单元充电。
“一旦我们以毅力切断电源线并将最后五英寸掉到表面上，我们希望让我们的大朋友尽快开车离开，以便将太阳光线照射到太阳能电池板上，并开始为电池充电”，巴拉兰
在此部署阶段的第六个也是最后一个预定的解决方案中，团队将需要确认三件事：Ingenuity的四条腿牢牢固定在Jezero Crater的表面上，流动站确实行驶了约16英尺（约5米）直升机和流动站都通过车载无线电进行通讯。此里程碑还将启动30溶胶时钟，在此期间必须进行所有飞行前检查和飞行测试。
JPL的Ingenuity Mars Helicopter项目经理MiMi Aung说：“ Ingenuity是一项实验性的工程飞行测试，我们想看看我们是否可以在火星上飞行。” “船上没有科学仪器，也没有获取科学信息的目标。我们有信心，我们想要在火星表面和高空获得的所有工程数据都可以在30溶胶窗口内完成。”
与部署一样，直升机和漫游车团队将有条不紊地进行即将进行的飞行测试。如果团队错过或对重要的飞行前里程碑有疑问，则他们可能需要一个或多个解决方案来更好地理解问题。但是，如果直升飞机在火星表面的序列周期的第一夜中幸存下来，那么该团队将花费接下来的几种溶胶来尽一切可能确保飞行成功，包括扭动旋翼桨叶并验证惯性测量单元的性能。 ，并在加速至2,537 rpm的过程中测试整个转子系统（而Ingenuity的起落架牢固地保持在表面上）。
一旦团队准备好尝试首次飞行，毅力将接收来自JPL任务负责人的最终飞行指令并将其转发给Ingenuity。几个因素将决定飞行的准确时间，包括对本地风型的建模以及由恒心号上的火星环境动力学分析仪（MEDA）进行的测量。独具匠心的转子将以2,537 rpm的速度运转，如果所有最终的自检效果都不错，请升空。以每秒约3英尺（每秒1米）的速度爬升后，直升机将悬停在地面上方10英尺（3米）处长达30秒。然后，火星直升机将下降并在火星表面降落。
首次飞行发生几小时后，恒心将下行Ingenuity的第一组工程数据，可能还包括流动站导航相机和Mastcam-Z的图像和视频。根据飞行后第一天晚上下行的数据，火星直升机团队希望能够确定他们首次尝试在火星上飞行是否成功。
在随后的sol上，可以将飞行过程中收集的所有剩余工程数据以及从直升机自己的Navigation Camera拍摄的一些低分辨率黑白图像传输到JPL。此阶段的第三个溶胶，应该是直升机的高分辨率彩色相机拍摄的两个图像。火星直升机团队将使用所有可用信息来确定何时以及如何进行下一次测试。
“火星很难，”昂恩说。“我们的计划是，无论红色星球给我们带来什么样的影响，我们都将以我们过去六年所面临的每一个挑战的方式，以及坚韧，艰苦的工作和一点独创性来处理。”
尽管Ingenuity会尝试在另一个星球上进行首次动力控制飞行，但地球上的第一次动力控制飞行发生在1903年12月17日，在北卡罗来纳州基蒂霍克附近的奇风拂面的沙丘上。奥维尔（Orville）和威尔伯·怀特（Wilbur Wright）在第一次飞行中在12秒内覆盖了120英尺。怀特兄弟当天进行了四次飞行，每次飞行都比前一次更长。
如今，机巧的飞机上有少量的材料覆盖了莱特兄弟飞机的一个机翼（称为飞行器）。用绝缘胶带将小的布样包裹在直升飞机的太阳能电池板下方的电缆上。莱特人使用相同类型的材料–一种未漂白的平纹细布，称为“西方骄傲” –覆盖了1901年开始的滑翔机和飞机机翼。阿波罗11号机组人员用一块不同的材料以及一小块木头飞了从莱特传单到月球，然后在1969年7月执行标志性任务。
