作者:张佳欣 来源:科技日报 发布时间:2021/4/20 20:38:28
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机智号在火星首飞成功!然而挑战刚刚开始……

 

美国国家航空航天局(NASA)19日宣布,“机智”号无人直升机成功完成了火星上的首次飞行,飞行时间39.1秒,这是人造航空器首次在另一个行星上受控飞行。

据《自然》杂志报道,19日,太平洋时间12点34分,直升机上升到3米高的空中,并按计划转弯96度,随即安全降落回到火星表面。

小而快!直升机旋翼转速超过2400转每分钟

这次飞行推迟了一星期,原定于4月11日开始,但因软件问题,直升机在试飞前两天未能过渡到飞行模式。

“机智”号重约1.8千克,有4片旋翼,由太阳能电池板为锂电池充电。NASA喷气推进实验室的首席工程师米米·昂说,“机智”号独创性最大的挑战是让它足够小、足够轻,可被“毅力”号携带升空,同时也能独立飞行。

为了在火星稀薄的大气中飞行,与地球上类似大小的直升机相比,“机智”号有更大的叶片,其旋翼是四个特制碳纤维叶片,排列成两个转子后按相反的方向以每分钟超过2400转的速度旋转,转速更快,足以将它抬升到火星的空中。

“机智”号的目的是测试直升机是否可以用来探索地外的其他世界。当它飞越地形时,它会拍摄下面表面的黑白图像,以及面向地平线的彩色图像。未来的直升机可穿越地表,帮助月球车,甚至宇航员侦察前方区域,并传递景观图像。

继续飞!未来两周的四次飞行将挑战极限

按计划,接下来的两周内,“机智”号将再进行四次飞行,每次持续90秒。下一次飞行暂定在4月22日开始。届时,“机智”号的目标是飞离地面5米,横向飞行约2米,然后向后飞2米,最后降落在起飞地。最终的飞行中,直升机可能会飞得更快、更远,飞到离起飞点300米的地方。

据报道,每一次连续的飞行都将推动“机智”号的性能提升。火星大气密度只有地球的1%,科学家想测试直升机在火星稀薄的大气中的表现如何。

“我们将挑战极限。”昂说,“最终‘机智’号很可能走到因我们的设计而崩溃的地步。”

此前,各国航天机构也曾向其他行星发送过可在空中飘浮的飞行器;例如,1985年苏联将两个包含大气探测气球和着陆器的航天器:维加一号和二号送入金星大气层。但此次“机智”号的飞行是地外星球上的第一次受控飞行。

有彩蛋!直升机携带了莱特兄弟飞机上的织物

“机智”号短途试飞的意义相当于1903年莱特兄弟首次在地球上驾驶人造飞机试飞的意义。为了致敬莱特兄弟,直升机携带了一块取自莱特兄弟飞机上邮票大小的薄纱织物。

今年2月18日,“机智”号搭乘“毅力”号火星车登陆火星。“毅力”号从着陆点前往杰泽罗陨石坑中一个相对没有岩石的平坦的“机场”,并在那里放下“机智”号。然后,“毅力”号在65米外一个有利位置,观看并拍摄“机智”号第一次起飞和飞行。

工程师们表示正在等待“机智”号直升机悬停需要多少动力的信息,这将帮助工程师更好地了解火星上的空气动力学及电学特性。

“机智”号只在火星上持续30天时间,截止日期为5月4日。在那之后,团队的科学家将把他们的注意力重新转移到“毅力”号火星车上。“毅力”号踏上收集岩石样本之旅,并最终返回地球,而曾经落在杰泽罗陨石坑的“机智”号也将永远留在那里。

去土星!NASA探索地外星球还有新动作

据报道,NASA已经在建造一架汽车大小的名为“蜻蜓”的八轴飞行器,计划将其送往土星的卫星——土卫六。这架直升机定于2027年发射,将探索四倍于地球大气层密度,并含有丰富的原始有机化合物的土星大气层,这与“匠心”号在火星上经历的环境截然不同。

此外,来自“机智”号的早期飞行经验将为“蜻蜓”号的设计提供参考。美国约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的行星科学家伊丽莎白·特特尔是蜻蜓项目的首席研究员,她说:“我们期待着学习‘机智’号团队在地外太空飞行的经验。”

 
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