位于加州帕薩迪納的美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)的工程師們正在研發(fā)一款獨(dú)特的火星直升機(jī)(如圖)。按計(jì)劃它將與未來的火星車一同被發(fā)射往火星并著陸。在使用時(shí)，它將起飛并勘測(cè)火星車周圍以及前方地形，從而大大提升漫游車路徑規(guī)劃效率。

每天，這種直升機(jī)將在火星上飛行2~3分鐘，飛出大約半公里遠(yuǎn)。然而它也必須經(jīng)受住火星上惡劣環(huán)境和其他不利因素的考驗(yàn)。

這款研制中的火星直升機(jī)采用傳統(tǒng)的旋翼式，其頭頂安裝有旋翼翼片。重量約為2.2鎊(1公斤)，翼片展開長度約1.1米。

正在利用“天空起重機(jī)”系統(tǒng)著陸火星的“好奇號(hào)”火星車。進(jìn)入火星大氣層的著陸器會(huì)經(jīng)歷著名的“恐怖7分鐘”，而這種每天都要執(zhí)行火星起降飛行任務(wù)的小型直升機(jī)每天都要經(jīng)歷“恐怖7秒鐘”。

北京時(shí)間1月28日消息，據(jù)英國《每日郵報(bào)》報(bào)道，自從2013年7月以來，好奇號(hào)火星車在火星表面行駛了大約7.1公里，平均速度約為每月400米左右。但如果美國宇航局目前正在策劃的一個(gè)項(xiàng)目變成現(xiàn)實(shí)，那么未來的火星漫游車將會(huì)攜帶一架小型直升機(jī)，它在一天內(nèi)就可以飛行半公里遠(yuǎn)。一旦投入使用，這種火星直升機(jī)將被用于每天升空勘察火星車周遭的環(huán)境狀況，它執(zhí)行這類任務(wù)的效率將要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的火星漫游車。

目前有關(guān)火星直升機(jī)的概念正由設(shè)在加州的美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)進(jìn)行研究。

其主要設(shè)計(jì)目標(biāo)是提升傳統(tǒng)漫游車路徑選擇的效率，由于前者必須在地面上依靠輪子行進(jìn)，操作人員必須對(duì)其周圍環(huán)境進(jìn)行觀察并仔細(xì)為它挑選安全的路徑，這將花費(fèi)大量的決策時(shí)間。

這款研制中的火星直升機(jī)采用傳統(tǒng)的旋翼式，其頭頂安裝有旋翼翼片。重量約為2.2鎊(1公斤)，翼片展開長度約1.1米。盡管目前這項(xiàng)設(shè)計(jì)從很大程度上來說還仍然停留在概念設(shè)計(jì)階段，但安裝了相機(jī)設(shè)備的“火星直升機(jī)”一旦研制成功，將能夠有效地快速勘測(cè)地形，從而幫助漫游車提升在火星上行進(jìn)的效率。

在這種小型火星直升機(jī)的頭頂上安裝有太陽能板，用于在白天吸收太陽能確保運(yùn)行，并保證直升機(jī)系統(tǒng)在夜間不至于因溫度過低而損壞。在白天運(yùn)行時(shí)，這種直升機(jī)每次將會(huì)飛行2~3分鐘，隨后著陸，等待再次起飛。

在一段介紹視頻中，《瘋狂工程》節(jié)目的主持人，噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)的機(jī)械工程師麥克·米汗(MikeMeecham)談到：“如果我們的漫游車能夠配備直升機(jī)，可以看到障礙物背后的地形，這將大大提升我們選擇火星車行進(jìn)路線的決策效率。”他還指出，有些人可能會(huì)誤認(rèn)為在火星上使用直升機(jī)會(huì)更加容易，畢竟那里的引力大約只相當(dāng)于地球的3/8，但必須記住，火星上的大氣密度也只有地球大氣密度的1/100!

直升機(jī)之所以能夠起飛，是借助它的旋翼在一定密度大氣中產(chǎn)生的升力。如果空氣的密度過低，要么你提升旋翼的轉(zhuǎn)速，要么加大旋翼面積，再或者就是減小自身重量，否則直升機(jī)將難以飛起來。

在這段介紹視頻中，同樣來自JPL的機(jī)器人專家鮑勃·巴拉蘭姆(BobBalaram)博士指出：“將要面對(duì)的挑戰(zhàn)包括火星上非常稀薄的大氣，還有必須要將系統(tǒng)質(zhì)量做到非常小，這樣才能不至于超越直升機(jī)的升力承載極限。另外它必須能夠自主飛行并維持穩(wěn)定狀態(tài)，并且系統(tǒng)必須能夠在天然粗糙的巖石地表反復(fù)起降。最后一點(diǎn)，它必須能夠適應(yīng)火星上的極端環(huán)境條件。”

美國宇航局已經(jīng)制造了一個(gè)全尺寸的火星直升機(jī)模型，并在噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的大型真空艙內(nèi)模擬火星大氣環(huán)境進(jìn)行各種測(cè)試。測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在火星環(huán)境下，這種直升機(jī)的旋翼轉(zhuǎn)速至少要達(dá)到每分鐘2400轉(zhuǎn)以上才可能提供足夠的升力讓直升機(jī)能夠在空中懸空2~3分鐘并飛出半公里遠(yuǎn)的距離。

不過工程師們也指出，每天執(zhí)行完任務(wù)之后的降落是整個(gè)過程中最危險(xiǎn)的。進(jìn)入火星大氣層的著陸器會(huì)經(jīng)歷著名的“恐怖7分鐘”，在那期間飛船與地球之間的通訊聯(lián)系將會(huì)暫時(shí)中斷。而正如巴拉蘭姆博士所指出的那樣，這種每天都要執(zhí)行火星起降飛行任務(wù)的小型直升機(jī)每天都要經(jīng)歷“恐怖7秒鐘”。

然而，這一火星直升機(jī)項(xiàng)目究竟將于何時(shí)完成研發(fā)，以及它是否將成為預(yù)定于2020年發(fā)射的美國宇航局新一代火星車項(xiàng)目的一部分，目前尚不得而知。但不管如何，這種創(chuàng)新的想法的確為未來的火星任務(wù)規(guī)劃提供了一種不同的參考。

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