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火星直升机已经上线,准备起飞

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知新了了 2021-02-23 11:42
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地球是太阳系中唯一拥有能够持续飞行的飞机的行星。假设,这架突破性的独创直升机“机智”号(目前装载在同样壮观的火星毅力漫游车上)完成了计划中的任务。在这种情况下,火星将成为第二个有飞越其大气层的动力飞机的行星。

“机智”号(Ininuity)已经发送了登陆火星后的第一份状态报告。该信号是通过标志性的火星勘测轨道器(MRO)到达的,报告了直升机电池的状态以及基站的运行情况,其中,基站运行着至关重要的加热器,这些加热器将使电子设备保持在可接受的温度范围内。值得庆幸的是,现在一切都是好消息,电池和基站都在按预期运行。

尽管,“机智”号还未进行飞行(希望这很快成为过时的说法),但该直升机已经克服了一些艰巨的挑战。 作为更大的毅力号漫游者任务的一部分,也许“机智”之旅最危险的部分是从地球到火星的行星际旅行。 毅力号于2020年7月发射,于2月18日在火星的Jezero 陨石坑降落。 美国国家航空航天局早些时候发布了一个新的高分辨率视频,展示了毅力号在火星表面着陆的情况,这一切都令人十分兴奋。

人们很容易忽视登陆火星是多么具有挑战性。令人担忧的事实告诉我们,只有大约一半的火星任务成功完成了!其中一个主要原因是火星大气的密度。谢天谢地,绑在火星车腹部的“机智”号在从太空危险的坠落中幸存下来。

虽然“机智”号已经安全降落在火星表面,但登陆火星的最大障碍之一“大气压力”,将继续给我们英勇的直升机带来问题。火星表面的大气压力只有地球的1%左右。客观地说,珠穆朗玛峰顶峰的气压只有海平面的三分之一。虽然这被认为是人类能够生存的极限,但它实际上已经远远超出了普通直升机的最大升限。你有没有想过,为什么人们不干脆直接乘坐直升机飞上珠穆朗玛峰峰顶?这就是原因!

与火星相比,珠穆朗玛峰上的空气简直就是豌豆汤。火星上稀薄得可笑的大气使直升机飞行变得异常具有挑战性。“机智”号的两个反向旋转桨叶的旋转速度将是地球直升机的5倍,大约每秒40转。“机智”号整体也很轻,只有1.8公斤左右。桨叶直径约1.2米,相对较大,以最大限度地提高升力。

值得庆幸的是,火星在制造麻烦的同时,确实也在某个领域给了“机智”号喘息的机会。火星的重力只有地球表面的三分之一。如果,你站在地球上捧起“机智”号,你会感觉它和一瓶两升的大可乐一样重。而在火星上,同样的直升机只会让你感觉像拿了瓶500毫升的矿泉水。

这架直升飞机的科学使命并不是什么关键性的。 它本质上是一种技术演示或概念验证,它收集的数据将用于工程化未来的火星飞机。 “机智”号是太阳能供电的,并具有已被微型化的电子设备,使一切都足够轻,便于飞行。

同时,“机智”号也是完全自主的。由于火星的极远距离,直升机任务控制员无法像地球无人机飞行员在家中使用操纵杆那样实时驾驶飞机。信号从地球传播到火星所需的时间,比直升机的整个飞行时间还要长!想象一下,如果你正在驾驶一辆汽车,当你转动方向盘时,汽车在你完成转向操作之前就已经用完了汽油!

如果,“机智”号成功地在火星上演示了空气动力飞行,这将是一个前所未有的里程碑。我们可以大胆地想象飞行火星探险者对未来任务的影响。未来的直升机可以与更大的漫游者搭档,充当侦察者,仔细测量地形,帮助母漫游者更有效地规划出安全且科学有趣的路线。也许,直升飞机还可以在广阔的区域内采集样本,然后把它们送到探测器或带有高度精密科学仪器的固定设施。甚至,可以设想一个独立的直升机任务。火星上有很多悬崖、冰盖、火山,或者其他无法到达的地方,这些地方可能永远是地面探测器甚至人类无法到达的。

未来的几周将是太空探索、航空爱好者或任何被非凡的工程学成就所激励的人,最激动人心的时期之一。当然,还有那些创造了机智号的杰出科学家和工程师的聪明才智。

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