NASA机智号火星直升机已经当作功在火星概况起飞,在距离地面3米摆布的高度盘桓了30秒,然后从头回到地面,这是人类初次在另一颗星球长进步履力飞翔,也是人类太空摸索的一个里程碑。
固然良多人类航天器都达到过另一颗星球的空中,可是绝大大都都是从太空下降到地表,或者在星球的卫星轨道长进行轨道飞翔,这和直升机在星球情况中维持飞翔是两个分歧的概念。
机智号火星直升机破费了6年时候建造,看似简单的飞翔使命,其实很是复杂!
火星飞翔为什么难以实现?
在另一个星球进行直升机飞翔,最大的挑战就是让直升机可以在一个与地球判然不同的情况中飞翔,直升机的旋翼需要顺应大气情况,发生足够的上升力,而分歧星球也存在分歧的引力感化。
火星固然有大气层,但火星大气只有地球大气密度的1%,在火星上飞翔的直升机,半斤八两于地球直升机在30千米的高度上飞翔,而今朝地球商用飞机的飞翔高度都连结在12千米高度以内,直升机飞翔的最大高度,也只有13千米摆布。
火星大气对于直升机很是不友爱,可是接下来我们需要考虑火星的重力问题。
火星固然是地球的邻人,但和地球有着判然不同的特征,火星的重力只有地球的37%,这意味着直升机只需要发生少量上升力,就可以降服火星重力的影响。
若是火星大气层和地球大气层一模一样,那么直升机的起飞会变得异常简单,可惜的是,固然火星直升机需要的上升力降低,可是火星稀薄的大气层,让每一份上升力的发生都异常坚苦。总体来说,尽管火星的重力对直升机有利,但火星缺乏大气密度的问题要加倍严重。
为了确保机智号火星直升机可以在火星正常执行使命,研究团队在地球上建造了一个封锁密屋,将空气从密屋中抽出来,模拟火星的大气情况,从而测试直升机在火星大气前提下可以或许发生几多上升力。
按照尝试情况,若是直升机可以在模拟火星大气的密屋中飞翔,那么直升机就必定可以在火星上飞翔,是以地球重力要远弘远于火星重力,直升机大约需要发生3倍以上的上升力,才能降服地球重力完当作飞翔。
这个过程异常坚苦,因为直升机最大的动力来历就是旋翼,想要在火星情况中飞翔,旋翼的转速要远弘远于通俗直升机的转速,这就意味着需要更多的能源,而在太空步履中,最贫乏的就是能源。若是将来火星直升机需要携带摄像机或其他科学仪器,那么整体的能耗又会晋升,为领会决矛盾,火星直升机必需很是轻盈,而直升机旋翼的功率则需要大幅度晋升。
火星直升机研发6年,获得了哪些“进级”?
在火星发生足够的上升力,最直接的体例就是加速直升机的旋翼。
机智号安装了2个旋翼,都由碳纤维制当作,轻盈而耐用。在地球上的无人直升机,大约只需要每分钟500转就可以发生足够的上升力,而机智号的旋翼可以达到每分钟2400转以上,甚至跨越了载人贸易直升机的旋翼转速,然而纯真增添旋翼的转速,并不克不及彻底解决火星直升机的问题,还需要减轻荷载。
整个机智号火星直升机的重量,大约只有2千克,机智号的设计也很是独特,其身体只有纸巾盒大小,而旋翼却足足有1.2米长。更大的旋翼、更快的旋翼转速、更轻盈的身体,让机智号可以在火星情况中发生足够的上升力,从空中不雅看火星。
机智号今朝已经完当作了3米高度的飞翔测试,将来几周时候里,机智号还将继续进行3-4次飞翔,此中包含5米高度的飞翔测试以及300米长距离飞翔测试,机智号将从这些测试中采集需要的数据,为后续的火星直升机供给经验。
今朝火星直升机的数据需要先传递给毅力号,再由毅力号传递给卫星,最终才能达到地球,整个过程大约需要数个小时,即使利用最直接的数据传递,也会有20分钟摆布的延迟,是以今朝人类无法及时操控火星直升机,在飞翔过程中,火星直升机拥有很是大的“自立权”。
估计2035年人类会初次登岸火星,研究团队但愿火星直升机可以充任“侦查兵”,在火星操控无人直升机,就可以做到及时操控,就像地球无人机一样,帮忙宇航员提前不雅察远处的地面环境,避开障碍物或危险地形,甚至可以寻找水源以及其他生命。
今朝地球无人机甚至可以帮手输送快速,火星研究团队也但愿将来的火星直升机可以帮忙宇航员输送物品,若是宇航员在基地外丢掉了东西,或者需要补给,火星无人直升机或许可以输送食物或东西箱,让火星探测工作可以加倍便当!








