直升機在火星上能飛得動嗎？

原標題：直升機在火星上能飛得動嗎？

火星探測又有新動向了！這一次是火星探測車2020，它會攜帶一架小型無人旋翼機前往火星。

一架小型無人旋翼機。圖片來源：NASA

其實，人類已經對火星開展了幾十次無人探索任務，研究了火星的大氣和表面。其中包括、機遇號、火星軌道探測器、火星勘測軌道飛行器、火星大氣與揮發物演化軌道器以及已經出發尚未到達的著陸器。

而在未來的10年中，還有許多任務正在規劃。

助攻直升機

火星2020探測車任務就在其中。它的設計源於好奇號火星車，不過會搭載不同的科學載荷。NASA在最近發布的一份聲明中說，隨著火星2020一同前往火星的，還有一台火星直升機。這是一架小型的自主旋翼機，能夠驗證在火星上投放重於空氣的飛行器的可行性和潛力。

NASA局長吉姆·布萊登斯汀認為，這種旋翼飛機符合NASA一直以來的創新傳統。「NASA有著驕人的歷史，」他說，「讓地球製造的直升機在另一顆行星上空飛行，這種想法令人興奮。火星直升機可以為我們未來的火星科學、發現和探索任務帶來很大的希望。」

火星2020探測車的藝術概念圖。圖片來源：NASA

火星直升機始於NASA噴氣推進實驗室的一個技術開發項目。在過去的4年里，這個實驗室一直在對它進行設計、開發和反覆測試，終於製造出一架質量不到1.8千克、只有足球大小的旋翼機。它可以依靠兩個反轉葉片以近3000轉/分的速度旋轉，這是地球直升機旋翼轉速的10倍。

JPL火星直升機項目主管米米·昂指出，「地球上直升機飛行的最高紀錄大約是12000米，而火星的大氣層厚度只有地球的1/100，當直升機在火星表面飛行時，相當於處在地球上的30000米高度。為了讓直升機在低密度大氣里也可以飛行，我們必須仔細檢查一切，讓直升機儘可能輕便，同時也儘可能堅固。」

火星2020天空起重機著陸系統的的模擬圖。圖片來源：NASA

火星大氣的平均地面壓力約為地球海平面的0.6%，這樣的直升機非常適合在這種稀薄的大氣層中活動。

它不但能夠增加火星車的探測範圍，還可以探測火星車無法到達的地區。NASA科學任務委員會副主管托馬斯·澤巴辰說，「這體現了科學與技術創新的完美結合。在萊特兄弟之後，另一批美國先驅或許會證明，人類在另外一顆行星上也可以進行持續可控的動力飛行。」

火星直升機可以幫助火星車擴大探測區域，並探查火星車無法前往的地帶。圖片來源：NASA

火星直升機的其他優化還包括鋰離子電池，給電池充電的太陽能板，以及能在火星的夜晚中為機器保溫的加熱機制。在火星中緯度地區，夜晚的氣溫可以低至-63℃。

此外，直升機的程序設置為自主飛行，因為考慮到火星與地球的距離，實時操縱飛行是不可能做到的。

這些命令將由地球上的控制員發出，而火星車作為命令的中轉站，指示直升機在完成部署後開始飛行。

2021的憧憬

火星2020的挖掘部分模擬圖。圖片來源：S

火星車和直升機預計將在2021年2月抵達火星，直升機將附著在火星車底部，直到火星車選擇合適的地點將它釋放到地面上。

在完成對電池充電和一系列飛行前測試後，地球上的控制者將向火星直升機發出命令，啟動其首次為期30天的測試飛行，包括5次起落，最長90秒，最遠長達幾百米，離火星車越來越遠。

在它的首次飛行中，直升機會垂直爬升到3米，並盤旋約30秒。在完成這些測試後，火星直升機會協助火星車進行地質評估，並確定其著陸視野範圍內的可居住型。這樣做的目的是尋找火星上的古老生命跡象，並評估未來的載人探險任務可能用到的自然資源和可能面臨的災害風險。

在泰坦上使用直升機進行探測任務的藝術概念圖。圖片來源：NASA

而火星車會首次在火星採集岩石和土壤的樣本，將它們封裝在密封管內，留在火星上以供未來的宇航員取回。

如果一切順利，火星直升機可以證明在未來的任何任務里，低空飛行的「偵察兵」都可以起到大作用。這些任務可能包括對土星最大的衛星泰坦開展的機器人探索任務，研究人員希望利用直升機探測其地表和大氣。

我們期待火星2020任務能夠揭示這顆紅色星球更多有趣的事情。如果直升機的方式被證明可行，我們就可以得到傳統火星車無法獲得的更多信息和圖像。

作者：MattWilliams

編譯：Tisney

編輯：Steed

參考來源: Universe Today，NASA IS SENDING A HELICOPTER TO MARS AS PART OF THE 2020 ROVER

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一個AI

看看人類探測火星的進展，再瞅瞅你自己。

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