NASA火星直升機完成飛行測試

　　人類已經(jīng)不再滿足于僅僅停留在火星表面，火星的天空也將成為征服目標(biāo)。日前，美國國家航空航天局(NASA)宣布，火星直升機已經(jīng)完成飛行測試，2020 年將和新型火星車一起奔向紅色星球。

　　難道所謂的火星直升機就是將地球上的直升機技術(shù)搬到火星上?當(dāng)然不是，NASA 噴氣推進(jìn)實驗室(JPL)曾刊文指出火星直升機面臨的 4 個技術(shù)難題。一是火星大氣密度僅為地球的1% 到2%，重力系數(shù)卻是地球的 38%，直升機起飛難;二是火星環(huán)境在地球不能完全復(fù)制，難于開展真實的飛行試驗;三是科學(xué)家沒有火星飛行器的設(shè)計經(jīng)驗;四是飛控系統(tǒng)必須要在陌生環(huán)境中保證“一次成功”。

　　為了解決火星飛行難題，NASA 下屬的 JPL、艾姆斯研究中心從 2000 年開始聯(lián)合斯坦福大學(xué)、西科斯基飛機公司等機構(gòu)開展火星直升機預(yù)研。2014 年，JPL 和專門從事小型無人機設(shè)計的航空環(huán)境公司提出了火星直升機的概念方案，才基本解決了設(shè)計難題。

　　NASA 推出的火星直升機機身很小，是近似邊長 10 厘米的立方體，整機重量僅有 1.8 公斤。為了提供足夠的升力，外形采用雙旋翼共軸串列布局，長度 1.2 米，每分鐘轉(zhuǎn)速達(dá)到驚人的 2800 轉(zhuǎn)。相比之下，美軍現(xiàn)役武裝直升機“阿帕奇”的旋翼轉(zhuǎn)速每分鐘僅 300 轉(zhuǎn)。火星直升機使用可充電的鋰電池供電，因此其頭頂一個太陽能電池板。

　　縱使 NASA 使出渾身解數(shù)，火星直升機的性能仍然堪憂。一方面，其對飛行環(huán)境的要求極高，水平風(fēng)速不能超過 10 米/秒，垂直風(fēng)速要低于 3 米/秒，陣風(fēng)風(fēng)速要限制在 3.5 米/秒;另一方面，飛行速度也被限制在橫向 10 米/秒和縱向 3 米/秒。此外，考慮到火星黑夜和低溫的影響，僅有不到 30% 的電量可用來飛行，航時不到 90 秒。換句話說，火星直升機的飛行半徑不到 450 米。

　　如此“低能”的直升機能發(fā)揮什么作用?據(jù)悉，火星直升機平時停放在火星車上，起飛后可以拍攝更大范圍的震撼圖像，并能為火星車提供更精確的導(dǎo)航、定位，還能偵察前方地形，甚至可以攜帶科研儀器，擴大火星車探測范圍。

　　總編輯圈點

　　直升機視野大，是探查未知領(lǐng)域的利器，但在只有地球百分之一二密度的空氣里起飛太難了。這也是為何歷代探測計劃寧愿用火星車辛苦跋涉也不引入飛行器的原因。而太陽能電池與高速旋翼技術(shù)的進(jìn)步讓工程突破成為可能。當(dāng)然，新設(shè)備想適應(yīng)火星的惡劣環(huán)境，還有許多麻煩要解決。
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