科学人类首次在火星上起飞直升机，为何只能飞5米高？( 二 ) |

首次搭载的火星直升机
坚毅号火星车上最引人注目的载荷是一架火星直升机——灵巧号，这架直升机重量仅有1.8公斤，非常小，造价却高达8000万美元。不过它本身值得起这个身价，因为它是人类第一次在火星上部署的直升机，也是第一个地外天体航空器。

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△坚毅号火星车与直升机合照，图片来源：NASA
麻雀虽小五脏俱全，别看这架火星直升机小，它身上的设备可是非常齐全。从整体来看，直升机包括了双旋翼转子系统、太阳能电池板、起落架、还有机身组件等结构。直升机的转子使用了4叶碳纤维叶片制成，直径为1.2米的共轴反转旋翼，转速可达每分钟约2400转。飞行时，机载的无线电系统可以让它在1公里内与火星车保持通信，同时直升机上还装有导航传感器，用来找火星车，以及彩色和黑白的两个摄像头。
灵巧号的表面结构经过火星大气压力测试，能够在火星零下上百度的环境中完好无损，同时还内置了加热装置，可确保仪器时刻处于工作温度。在没有飞行的时候，灵巧号可停靠在火星车上。由于火星距离地球有4亿多公里，无法通过操纵杆直接操控直升机，灵巧号的起飞、降落需要自主进行，因此NASA还对直升机的算法进行了优化，提高了它的生存能力。

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△正在测试中的火星直升机，图片来源：NASA
独创性的火星直升机虽然可以自主起飞，但是飞行时间有限，每次飞行时间要被控制在90秒之内，最大上升高度为5米，最远飞行距离为50米，无法飞得更远更高。同时，飞行次数也受限制，大约可以飞行6次，但对于首次登上火星的直升机来说，能有这样表现就已经足够出色了。
灵巧号的首次试飞将从2021年春季开始，也就是在坚毅号降落火星之后的2个半月之后。它的任务目标是首次进行火星大气中的飞行演示，由于火星大气稀薄，密度仅为地球的1% ，且引力也只有地球的三分之一，因此在火星大气中飞行要产生升力很难，飞到5米高的地方就已经相当于在地球上的3万米高空飞行。

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△火星直升机被折叠放入火星车腹部，图片来源：NASA
NASA对这次演示性飞行并没有提出科学探测的要求，只是希望这次积累的技术能够在未来的火星任务中得到应用。比如研制能够在火星大气中长时间飞行的航空器，以扮演机器人侦察机的角色，对前方地形进行勘测，避免火星车，以及未来可能登陆火星的宇航员陷入糟糕的地形中。
1996年美国就已经发射了第一辆火星车，这辆被命名为探路者号的火星车在1997年抵达火星，当时火星车上也只搭载了3种仪器，科学调查能力有限。相比之下， 2003年发射的机遇号和勇气号则取得了更大的成就——它们共同发现了火星曾经有液态水流过的证据，证明火星在数十亿年前曾经有过海洋。
此后的好奇号火星车的主要任务就变成了调查火星微生物，虽然它在盖尔撞击坑的调查表明火星上可能没有甲烷的生物释放源，但是好奇号也发现了火星岩土中存在1.5%至3%的水分，这也说明火星是可以支持人类殖民生存的。而坚毅号将继承前辈们的衣钵，使用更先进的设备，在一个更有可能存在微生物的地区，来寻找火星上存在微生物的证据。希望这些火星探测任务都能有所收获，也相信在几代人的不断地努力下，人类终有一天，能实现移民火星的梦想。