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火星直升机

领导图像由美国国家航空航天局/杰普 - 卡特克提供

美国宇航局毅力流浪者并不孤单降落在火星上2月18日 - 附在肚子上是一个名为4磅的直升机聪明才智

美国宇航局花了多年的设计和测试这个火星直升机希望用它来展示另一个星球上的第一个受控飞行 - 这是预期在未来几个月内尝试的壮举。

这是这种独一无二的火星直升机及其使命可能会影响未来计划探索空间。

设计火星直升机

当美国国家航空航天局开始在2013年开始建造火星直升机时,它知道它在理论上是可以在红色的星球上飞行 - 但这样做并不容易。

当直升机的叶片旋转时,它们向下施加空气。推动足够的空气,空气推回,导致直升机抬起。在火星上,空气比在地球上更薄。这意味着较少的空气推下来,这使得产生提升更加困难。

“制作(直升机)飞行在低大气密度的情况下,我们不得不仔细审查一切,使其尽可能轻,而且可能是强大的,”Mimi Aung,Mars直升机的项目经理,在2018年说

该团队确实从体重部门的火星获得了一点帮助:由于红色的重力较弱,聪明才智在火星上重62%,而不是在地球上做出。

经过多年的开发和测试,美国宇航局降落在一架直升机设计上,具有四足转子,每分钟完成2,400次转动 - 但是发电机火星只是美国宇航局所面临的挑战之一。

因为火星是如此遥远,所以从聪明才智到达地球和更多时间需要几分钟的信号来发送命令。该延迟意味着NASA将无法在航班期间直接控制火星直升机 - 它们必须用它的直升机用软件,使其能够自主飞行。

“(w)e提前告诉它飞行计划,它执行了一个被预先计划的轨迹,”Tim Canham,Ingenuity的运营铅,告诉IEEE频谱

“就像它一样,它是自主的,试图确保它在这种环境中可能发生的风阵风或其他事情存在的轨迹上,”他继续。

现在毅力在拖车中落下了聪明才智,美国宇航局很快就会有机会看看地球上的所有辛勤工作是否在火星上享受。

任务里程碑

聪明的使命预计将持续31个地球日,而最终目标是受控飞行,火星直升机需要在升降机之外遇到几个里程碑。

第一个已经脱离了:在去火星之旅中幸存下来。在坚持不懈地登陆红球后,美国宇航局收到了一个状况报告这种聪明才智及其基站都是可操作的。

火星直升机

艺术家的概念马斯直升机与坚持不懈的流动站。信用:NASA / JPL-CALTECH

Ingenuity将在接下来的30到60天内保持坚持不懈,在此期间,美国宇航局将定期为其电池充电以确保它们健康。

之后,火星直升机需要成功地与流动站(里程碑2)分开,并证明它可以在寒冷的火星夜(里程碑3)期间保持温暖。

Milestone 4将通过太阳能电池板获得自身的聪明才智,以及飞行前的最后一个里程碑将是独立式直升机,有效地与恒定和美国航空航天局的飞行运营商回到地球上的沟通。

第一次飞行

如果聪明才智可以做到这一切,那么下一步就会刚刚燃烧到足够快的转子,以确保他们的工作(并且不会那么快地,火星直升机抬起)。

然后,美国宇航局将尝试第一个受控飞行,将聪明才智直接送到大约三米的空气中,让它悬停在那里,然后着陆。

“Ingenuity团队已经完成了所有测试地球上的直升机。”

咪咪龙

如果这是成功的,美国宇航局可以在聪明的31天的任务中最多四次航班。

这些都将与第一架飞行(三米)大致相同,但美国宇航局也将水平移动直升机,送到50米远离其发射点和第一次回来,然后有点更远随着每个后续飞行。

“(o)你的优先事项将获得回归工程遥测而不是那么多的图像,但我相信我们会返回一些,因为他们总是看起来很酷。”Mars直升机的首席工程师Bob Balaram,说过航班。

未来

遥测可以在美国宇航局对红星的未来计划中发挥关键作用。

美国宇航局可以利用来自独家飞机的数据来设计未来的火星直升机,可以完成地球调查的那些,飞越地形,对于船只来说太危险了。

这些调查可以帮助确定未来勘探的兴趣领域机器人或者宇航员

美国宇航局还可以设计能够携带有效载荷的直升机。那些可能将样品从红色星球的一部分携带回到基地进行学习,甚至从一个火星殖民地到另一个火星殖民地的渡轮设备。

聪明才智的成功也可能导致飞机在太阳系中其他地方的任务的发展。

“如果我们可以在火星上做到这一点......我们也可以在其他地方做到这一点,”戴夫拉丁,聪明的项目高管,告诉Smithsonian杂志

但在任何可能发生之前,火星直升机都需要通过未来几个月在红色的星球上进行,然后做它旨在做的事情:飞。

“聪明的团队已经完成了所有在地球上测试直升机的一切,我们期待着在火星的真实环境中飞行我们的实验,”昂昂说过

“我们将一直在学习,这将是我们团队能够为未来探索其他世界的方式添加另一个维度的最终奖励。”

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