火星上让直升机离地飞行为什么重要？

美国国家航空航天局(NASA)，周一凌晨在成功在火星上进行了首次飞行，名为“智慧”(ingenious)的小型直升无人机，进行了一次短途飞行。

这不是小事，直升机的飞行展示了对未来太空探索至关重要的技术。

这个重达1.82公斤的飞行器，在火星表面上升了约3米，持续了约40秒，然后返回地面。

2月18日，这架直升机与“毅力”号火星车一起抵达火星，当时NASA向全世界高清直播了戏剧性的着陆。随着美国和其他国家准备让人类重返月球，并最终登陆火星，使用无人机来密切评估周围景观将变得越来越重要。

周一清晨，美国宇航局喷气推进实验室的项目经理米米·昂(MiMi Aung)，用开创了人类航空时代莱特兄弟来指代这个时，还说“这只是第一次伟大的飞行。”

喷气推进实验室的研究人员，计划在这次任务中再进行四次飞行，以证明这项技术在稀薄的火星大气中的可行性。比地球大气稀薄100倍的火星大气，对于需要空气进行升空的飞行器，来说是一个恶劣的环境。

NASA工程师说，事实上，接近火星表面的飞行，相当于在地球上26500米以上的高度飞行，这基本上是珠穆朗玛峰高度的三倍。直升机在地球上的最高飞行，是12400米。

由于空气的主要成分是二氧化碳，在密度较低的大气层中，直升机需要达到2400转的转速才能在空中飞行，是地球上所需转速的五倍。研究人员也只能估计到预期的风速是什么样的，大约是每小时20公里。

昂说，随后的每一次测试都将面临“更高的风险”，最多会在离地面4米的地方进行，主要是希望看看小型飞行器的能力极限在什么地方，最长的飞行时间不超过90秒。

4月9日在一次高速旋翼测试中，工程师已经发现了一个故障，导致直升机无法切换到飞行模式，试飞推迟了一周，4月16日工程师们上传了解决方案。

喷气推进实验室的项目经理警告说，鉴于坠落的概率增加，“智慧”的后续飞行很有可能突然彻底结束。如果不靠四条腿斜着着陆，这个小小的飞行器就无法使自己恢复正常。

昂在4月9日的新闻发布会上说，“这是关于未来的一切，这就是探路者。”

她说，测试任务的目标之一是返回数据，“为未来几代登陆火星的直升机提供信息”。

自从阿波罗任务将探测器引入月球表面以来，地表探测一直停留在地面上。随着时间的推移，无人机飞行可以允许探索无法到达的岩石地形，或者扫描悬崖和其他对漫游车或人类来说，过于艰险的地质环境。

NASA早在2014年就开始对其外星航空实验进行概念测试，并进行了大量真空室测试，以了解火星上飞行的复杂性。火星的夜间温度可达零下90摄氏度，非常寒冷。但飞行面临的挑战仅仅是个开始。

美国宇航局飞往土卫六的蜻蜓号计划于2027年发射，大约在8年后到达。这架较大的旋翼飞机将在这颗冰冷的卫星上飞行100多英里，在多个地点收集样本。

在空气动力学方面，土卫六的氮含量高、大气复杂，比火星更容易飞行，但甲烷雨和零下零下179摄氏度的极端寒冷也会带来挑战。

考虑到距离地球1亿8千万英里造成的通讯滞后，“智慧”和它的后续者，在很大程度上是自主操控。NASA最终购买了两组价值750美元的商用芯片，由高通公司开发的，因为与NASA现有的技术相比，高通的平台为无人机提供了更强大的计算能力和更低的能耗。

“聪明”有两个摄像头，一个用于导航，另一个用于地形摄影，必须与“毅力”无线连接，将其图像传输到头顶的火星轨道飞行器，然后再传回地球。芯片还必须能接收喷气推进实验室发送的飞行资料。

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