天文科普: 在火星上飛直升機難度有多大
來源:環球時報
作者:張一帆
發布時間:2021-06-30
瀏覽次數:786

  美國國家航空航天局(NASA)新聞處發布消息稱,“機智”號直升機在火星上的首次試飛不會(hui) 早於(yu) 4月11日。備受矚目的“機智”號無人直升機已經順利從(cong) “毅力”號火星車腹部釋放到火星表麵,開展首飛前的準備工作。外媒紛紛認為(wei) ,“機智”號直升機的首飛意義(yi) 不亞(ya) 於(yu) 萊特兄弟首次在地球上試飛人造飛行器,這將為(wei) 人類探索宇宙的方式方法帶來新的“利器”。

  不過這一將開創人類曆史的飛行難度非常大。因為(wei) 在火星上進行空氣動力飛行遠比在地球上困難。這顆紅色星球的引力隻有地球引力的1/3,大氣層密度隻有地球表麵的1%。更為(wei) 要命的是,白天火星表麵接收到的太陽能隻有地球的一半左右,夜間溫度可以降到零下90攝氏度,這是普通電器元件無法承受的低溫。為(wei) 了建造能夠在火星上飛行的直升機,美國NASA噴氣推進實驗室花費了7年時間進行設計製造和測試。為(wei) 了實現火星飛行,研究設計團隊專(zhuan) 門搭建了模擬火星大氣條件和引力的風洞,開展模擬實驗。據悉,“機智”號已在地球上的模擬環境中進行了多次飛行實驗,能否在真正火星環境下起飛,還得等待最後的首飛情況。

  從(cong) 火星傳(chuan) 回照片看,從(cong) “毅力”號腹部釋放到火星表麵的“機智”號,猶如剛脫離母親(qin) 護佑的寶寶。脫離“毅力”號後,“機智”號隻能依靠自身的太陽能板充電。NASA噴氣推進實驗室的地麵控製組將等待“機智”號的消息,看它是否能夠獨立熬過火星夜晚、太陽能電池板能否正常工作並檢查它的溫度和充電性能是否符合預期。如果一切沒問題,那麽(me) 接下來要做的就是解鎖旋翼、測試所有電機和傳(chuan) 感器,然後才會(hui) 進行令人期待的火星飛行試驗。首飛前,“毅力”號將接收NASA噴氣推進實驗室任務控製員的最終飛行指令,並將其傳(chuan) 遞給“機智”號。還有多個(ge) 因素將決(jue) 定這次首飛的精確時間,包括起飛機場附近的風力、風速等。“機智”號螺旋翼轉速達到2537轉/每分鍾後,如果所有自檢看起來不錯,“機智”號將起飛。“機智”號將以每秒1米的速度爬升,在離地麵3米處盤旋30秒。然後,“機智”號將下降並在火星表麵著陸,完成首飛。在“機智”號飛行過程中,“毅力”號將作為(wei) “旁觀者”記錄飛行全程。首飛結束後,“毅力”號將把自帶攝像頭拍攝的飛行畫麵和“機智”號自身記錄的第一組工程數據傳(chuan) 輸到NASA噴氣推進實驗室,由其判斷首飛是否成功。接下來的兩(liang) 天裏,“機智”號飛行過程收集到的所有剩餘(yu) 工程數據、直升機自帶攝像頭拍攝的低分辨率黑白圖像以及高分辨率彩色相機拍攝的兩(liang) 張圖像也將陸續傳(chuan) 回。NASA噴氣推進實驗室的控製人員將依據這些信息來確定何時以及如何進行下一次飛行測試。據悉,“機智”號將在31天內(nei) 總共完成5次飛行試驗,之後曆史使命將結束。“毅力”號火星車也將“拋棄”“機智”號,獨自開展探索活動,尋找火星可能存在微生物的證據並收集樣本。

  “機智”號若成功,將帶來重大變革性影響。NASA噴氣推進實驗室行星科學部主任博比·布勞恩認為(wei) ,如果人類能夠在大氣稀薄的火星上依托空中飛行方式進行科學考察,當然可以在太陽係的許多其他星球上,如土衛六或金星上進行考察,動力飛行在太空探索的未來是真實而強大的。

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