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飞起来了!飞起来了!它在火星上飞起来了!

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星空天文 2021-04-19 23:23

“机智号”飞起来了!

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“机智号”起飞后,机腹相机拍到了它投射在火星表面的影子。这是“机智号”传回的首张照片。NASA / JPL-Caltech

从此后,玩无人机的最高境界变成了去火星。

北京时间4月19日15时30分,“机智号(也译灵巧号)”火星无人直升机实现了人类飞行器在地球以外行星大气层中的首次空气动力学受控低空飞行和悬停。飞行持续时间40秒,飞行高度3米。在一旁观察的“毅力号”火星车记录了全过程。18时许,NASA接收到了从火星传回的首张照片和首段视频。

守候在一旁的“毅力号”拍到的“机智号”飞行过程。NASA / JPL-Caltech

太空探测离不开飞行,但是在行星大气层中用旋翼飞行却是有史以来第一遭。在地球上无人机已经司空见惯,在火星上却绝对是个创举。

和地球上的无人机一样,“机智号”的飞行动力来自其旋翼的高速转动。但是火星的空气比地球稀薄得多,只有地球的1%,所能提供的升力也小得多。虽然火星的引力比地球小,只有地球的1/3,但是“机智号”旋翼转速仍然必须达到每分钟2400次才能起飞。

“机智号”有两对共四片旋翼。为了提供足够的升力,每一片旋翼都有近0.6米长。材质则选用了超轻薄的碳纤维。

“机智号”自重1.8千克。如果无人机太重也会飞不起来。而现有技术条件下电池的体积太大。所以工程师只能通过限制电池的容量大小,来限制其重量。受制于电池容量,“机智号”每次只能飞行90秒,最大飞行高度不超过5米,最长飞行距离不超过300米。“机智号”通过顶部的太阳能板给电池充电,每充满一次需要24.6个小时。飞行时平均功率大约为350瓦。

“机智号”翼展1.2米,比一般的地球无人机稍大,和一旁的大家伙“毅力号”火星车比则要小很多。“毅力号”的体积相当于一辆SUV。可别看“机智号”这么小小的一个,造价竟然高达8000万美元,大约相当于3亿多人民币。

“机智号”是一台技术验证机,它的主要任务是验证无人机在火星大气层中飞行是否可行。所以它没有携带任何科学探测仪器。但它带了摄像头。

“机智号”首飞的成功,意味着人类对行星表面的探测可能会进入空气动力学飞行时代。可以期待会有更多的无人机前往火星乃至其他有大气层的行星。未来人们不但可以使用轨道器在太空中对行星表面进行遥测;可以让漫游车行进在行星表面取样分析;还可以派遣低空飞行器,进入轨道器和漫游车鞭长莫及的洞穴、峡谷,以及地形复杂的陨石坑等处探险,共同揭开外星世界的神秘面纱。

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