張均威
張均威
位於加州帕薩迪納的美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)的工程師們正在研發一款獨特的火星直升機(如圖)。按計劃它將與未來的火星車一同被發射往火星並著陸。在使用時，它將起飛並勘測火星車周圍以及前方地形，從而大大提升漫遊車路徑規劃效率。
每天，這種直升機將在火星上飛行2~3分鐘，飛出大約半公里遠。然而它也必須經受住火星上惡劣環境和其他不利因素的考驗。
這款研製中的火星直升機採用傳統的旋翼式，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”系統著陸火星的“好奇號”火星車。進入火星大氣層的著陸器會經歷著名的“恐怖7分鐘”，而這種每天都要執行火星起降飛行任務的小型直升機每天都要經歷“恐怖7秒鐘”。
北京時間1月28日消息，據英國《每日郵報》報道，自從2013年7月以來，好奇號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項目變成現實，那麼未來的火星漫遊車將會攜帶一架小型直升機，它在一天內就可以飛行半公里遠。一旦投入使用，這種火星直升機將被用於每天升空勘察火星車周遭的環境狀況，它執行這類任務的效率將要遠遠高於傳統的火星漫遊車。
目前有關火星直升機的概念正由設在加州的美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)進行研究。
其主要設計目標是提升傳統漫遊車路徑選擇的效率，由於前者必須在地面上依靠輪子行進，操作人員必須對其周圍環境進行觀察並仔細為它挑選安全的路徑，這將花費大量的決策時間。
這款研製中的火星直升機採用傳統的旋翼式，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。儘管目前這項設計從很大程度上來說還仍然停留在概念設計階段，但安裝了相機設備的“火星直升機”一旦研製成功，將能夠有效地快速勘測地形，從而幫助漫遊車提升在火星上行進的效率。
在這種小型火星直升機的頭頂上安裝有太陽能板，用於在白天吸收太陽能確保運行，並保證直升機系統在夜間不至於因溫度過低而損壞。在白天運行時，這種直升機每次將會飛行2~3分鐘，隨後著陸，等待再次起飛。
在一段介紹視頻中，《瘋狂工程》節目的主持人，噴氣推進實驗室(JPL)的機械工程師麥克·米汗(Mike Meecham)談到：“如果我們的漫遊車能夠配備直升機，可以看到障礙物背後的地形，這將大大提升我們選擇火星車行進路線的決策效率。”他還指出，有些人可能會誤認為在火星上使用直升機會更加容易，畢竟那裡的引力大約只相當於地球的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!
直升機之所以能夠起飛，是藉助它的旋翼在一定密度大氣中產生的升力。如果空氣的密度過低，要麼你提升旋翼的轉速，要麼加大旋翼面積，再或者就是減小自身重量，否則直升機將難以飛起來。
在這段介紹視頻中，同樣來自JPL的機器人專家鮑勃·巴拉蘭姆(Bob Balaram)博士指出：“將要面對的挑戰包括火星上非常稀薄的大氣，還有必須要將系統質量做到非常小，這樣才能不至於超越直升機的升力承載極限。另外它必須能夠自主飛行並維持穩定狀態，並且系統必須能夠在天然粗糙的岩石地表反覆起降。最後一點，它必須能夠適應火星上的極端環境條件。”
美國宇航局已經製造了一個全尺寸的火星直升機模型，並在噴氣推進實驗室的大型真空艙內模擬火星大氣環境進行各種測試。測試結果發現，在火星環境下，這種直升機的旋翼轉速至少要達到每分鐘2400轉以上才可能提供足夠的升力讓直升機能夠在空中懸空2~3分鐘並飛出半公里遠的距離。
不過工程師們也指出，每天執行完任務之後的降落是整個過程中最危險的。進入火星大氣層的著陸器會經歷著名的“恐怖7分鐘”，在那期間飛船與地球之間的通訊聯繫將會暫時中斷。而正如巴拉蘭姆博士所指出的那樣，這種每天都要執行火星起降飛行任務的小型直升機每天都要經歷“恐怖7秒鐘”。
然而，這一火星直升機項目究竟將於何時完成研發，以及它是否將成為預定於2020年發射的美國宇航局新一代火星車項目的一部分，目前尚不得而知。但不管如何，這種創新的想法的確為未來的火星任務規劃提供了一種不同的參考。
（责任编辑：文恩）
（文章来源：网络转载）
