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关于聪明的火星直升机,你需要知道六件事

今年夏天晚些时候,美国宇航局(NASA)的火星2020毅力号(Mars 2020)漫游者将从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空,届时将搭载一项创新实验:独具匠心的火星直升机。“匠心”可能只有4磅(1.8公斤)重,但它有一些巨大的野心。

“莱特兄弟用一架实验飞机证明了在地球大气层进行动力飞行是可能的,”哈弗德·霍利特说,他是位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室的首席飞行员。“凭借聪明才智,我们正试图为火星做同样的事情。”

以下是关于第一架飞往另一个星球的直升机你应该知道的6件事:

1. 独创性是一种飞行测试

匠心就是所谓的技术演示——一个试图在有限的范围内首次测试一种新能力的项目。此前的突破性技术演示包括火星探路者探测器“逗留者”和2018年飞过火星的微型火星立方体1号(MarCO)立方体卫星。

“别具匠心”的特点是四个特制的碳纤维叶片,由两个旋翼组成,可以以大约2400 rpm的速度向相反的方向旋转——比地球上的一架客运直升机快很多倍。它还拥有创新的太阳能电池、电池和其他组件。“匠心号”不携带科学仪器,是与“火星2020毅力号”独立的实验。

2. 机灵号将是第一架尝试在另一个星球上控制飞行的飞机

是什么让直升机难以在火星上飞行?一方面,火星稀薄的大气层使其难以获得足够的升力。由于火星大气的密度比地球低99%,“机灵号”必须要轻,转子叶片要大得多,旋转速度也要比地球上的“机灵号”直升机要快得多。

在杰zero陨石坑,它也会冷得刺骨。2021年2月,“毅力”将把它的腹部巧妙地固定在那里。那里的夜晚会降到零下130华氏度(零下90摄氏度)。尽管机灵人在地球上的团队已经在火星的温度下测试了直升机,并且相信它可以在火星上正常工作,但寒冷将会推动机灵人的许多部件的设计极限。

此外,喷气推进实验室的飞行控制人员无法通过操纵杆控制直升机。通信延迟是航天器跨行星际距离工作的固有部分。指令需要提前发送,工程数据需要在每次飞行后很长时间才能从飞船传回。与此同时,“别出心裁”将拥有很大的自主权,可以自行决定如何飞到某个航路点,并为自己保暖。

3.聪明是一个很合适的名字,一个机器人是极端创造力的结果

高中生Vaneeza Rupani Northport,阿拉巴马州,最初提交的聪明才智2020年火星探测器,之前叫毅力,但美国宇航局官员认识到提交作为直升机的很棒的名字,给多少创造性思维的团队工作任务。

“努力克服星际旅行挑战的人们的聪明才智让我们所有人都能体验到太空探索的奇迹,”鲁帕尼写道。“创造力是让人们完成令人惊叹的事情的东西。”

4. 匠心已经展示出了高超的工程技术

从2014年到2019年,喷气推进实验室的工程师们小心翼翼地向人们展示了建造一架轻型飞机的可能性,这种飞机能够在火星稀薄的大气层中产生足够的升力,并且能够在类似火星的环境中生存。他们在喷气推进实验室的特殊空间模拟器上测试了越来越先进的模型。2019年1月,一架真正的直升机通过了最后的飞行评估。如果这些里程碑中的任何一个失败,这个实验就会搁浅。

5. 匠心团队将一步一步地计算成功

鉴于奇思特想要完成的第一个任务,该团队还需要通过一长串里程碑,才能让直升机在2021年春天起飞和降落。球队每次遇到这样的人都会庆祝一番。里程碑包括:

“匠心”的目的是展示在火星大气中飞行所需的技术。如果成功,这些技术可能会使其他先进的机器人飞行器成为可能,这些飞行器可能会被包括在未来的机器人和人类火星任务中。它们可以提供一种独特的视角,这是目前高空轨道飞行器或地面探测器无法提供的,可以为机器人或人类提供高清晰的图像和侦察,还可以进入探测器难以到达的地形。

“独创性团队已经为在地球上测试直升机做了一切,我们期待在火星的真实环境中飞行我们的实验,”米米昂,独创性的项目经理在喷气推进实验室说。“我们将一路学习,这将是对我们团队的终极奖励,我们将能够在未来探索其他世界的方式中增加另一个维度。”

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