子安独行侠 最具野心探测计划启动,1%大气密度也能飞?NASA把无人机送上火星

机器之心报道
编辑:张倩、泽南
「火星无人机」:NASA这次发射的 , 是最具野心的探测计划 。
最近几天 , 以火星为目标的探测器纷纷启程 。
【子安独行侠 最具野心探测计划启动,1%大气密度也能飞?NASA把无人机送上火星】7月30日 , 在美国宇航局NASA成功发射的MARS2020任务中 , 「宇宙神5」型运载火箭将最新一代火星探测器毅力号(Perseverance)送上轨道 。
毅力号是有史以来最大、最为复杂的火星探测系统 , 这台次世代火星车造价高达27亿美元 , 总重1025千克 。 它是自阿联酋希望号、中国天问一号之后 , 人类在这个「火星季」发射的第三个探测器 。
如果一切顺利的话 , 在7个月后 , 它将开始采集火星岩石标本 , 并将其封装后埋在特定位置 , 等待NASA取回地球 。 毅力号还要寻找古代外星生命的迹象 , 并首次使用麦克风捕获火星的声音 。
除此以外 , 毅力号最让人感兴趣的实验还有:在红色星球上放飞人类第一架外星无人机——Ingenuity 。
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按照计划 , 在经过5亿公里的路程之后 , 毅力号将于2021年2月18日在火星赤道以北的耶泽洛陨石坑(Jezerocrater)上着陆 , 进入火星大气层后 , 它将张开一个降落伞 , 随后在两米高度使用火箭悬停 , 把火星车「吊装」到地面上 。 与好奇号不同 , 毅力号有一个自动驾驶系统 , 可以避开巨大的岩石并把自己引导到安全的位置 。
在火星上 , 毅力号将至少花费一个火星年(约687个地球日)的时间对附近的区域进行探索 。
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毅力号预定降落的区域 。 超过38亿年前 , 一条河从这个位置注入45公里宽的陨石坑 , 选择这里当然是为了寻找火星古代存在生命的证据 。
Ingenuity:火星车派出的侦察兵
使用空间探测器进行火星探测的历史几乎贯穿整个人类航天史 , 但这些工具都有一些局限性 。 围绕火星飞行的轨道飞行器能拍到大范围的火星图像 , 但分辨率不够高;发射到火星表面的火星车拍到的图像分辨率很高 , 但移动距离有限 , 而且很多地方不适合火星车进入 。
之前 , 已经有一些人类制造的「火星车」登陆过火星 , 但是为了适应火星表面平均-63摄氏度 , 接近外太空的残酷环境 , 工程师们会让它们行驶得非常缓慢 。 人们最为熟知的好奇号迄今为止已运行了八年 , 才累积行驶了22公里 , 平均一下还没有蜗牛爬得快 。
于是 , NASA的研究人员就想了一个办法来扩展火星车的视野——无人机 。
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这架无人机重量仅为1.8公斤 , 装在探测器的腹部 , 将在火星的恶劣环境中尝试起飞 。 这将是人造飞行器在地球以外的星球的首次飞行 , 或将开辟一条新的太阳系探索之路 。
「此次飞行测试的成功将为人类的太空探索添加一个新的维度 , 」Ingenuity项目负责人、喷气推进实验室负责人MiMiAung表示 。
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NASA黑科技:只有1%的大气也能飞
给火星车配一个无人机 , 其实这个点子不难想到 , 真正的难点在于:怎么让它飞起来?
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火星表面的重力大约只有地球的1/3强(38%) , 看起来似乎很容易起飞 , 但有一点非常致命:火星大气的密度只有地球的1% 。 由于几乎没有空气流动 , 在火星上获得起飞所需的升力是非常困难的 , 因此 , 根据地球空气动力学设计的飞行器在火星上都飞不起来 。
如果想在火星上起飞 , 飞行器必须是超轻的 , 而且螺旋桨的转速要非常快 。 但螺旋桨也不能转太快 , 因为随着速度的增加 , 风险也会增加 。