“机智”号直升机试飞难度有多大?

2021-04-09 11:29:55

美国国家航空航天局(NASA)新闻处发布消息称,“机智”号直升机在火星上的首次试飞不会早于4月11日。备受瞩目的“机智”号无人直升机已经顺利从“毅力”号火星车腹部释放到火星表面,开展首飞前的准备工作。外媒纷纷认为,“机智”号直升机的首飞意义不亚于莱特兄弟首次在地球上试飞人造飞行器,这将为人类探索宇宙的方式方法带来新的“利器”。

不过这一将开创人类历史的飞行难度非常大。因为在火星上进行空气动力飞行远比在地球上困难。这颗红色星球的引力只有地球引力的1/3,大气层密度只有地球表面的1%。更为要命的是,白天火星表面接收到的太阳能只有地球的一半左右,夜间温度可以降到零下90摄氏度,这是普通电器元件无法承受的低温。为了建造能够在火星上飞行的直升机,美国NASA喷气推进实验室花费了7年时间进行设计制造和测试。为了实现火星飞行,研究设计团队专门搭建了模拟火星大气条件和引力的风洞,开展模拟实验。据悉,“机智”号已在地球上的模拟环境中进行了多次飞行实验,能否在真正火星环境下起飞,还得等待最后的首飞情况。

从火星传回照片看,从“毅力”号腹部释放到火星表面的“机智”号,犹如刚脱离母亲护佑的宝宝。脱离“毅力”号后,“机智”号只能依靠自身的太阳能板充电。NASA喷气推进实验室的地面控制组将等待“机智”号的消息,看它是否能够独立熬过火星夜晚、太阳能电池板能否正常工作并检查它的温度和充电性能是否符合预期。如果一切没问题,那么接下来要做的就是解锁旋翼、测试所有电机和传感器,然后才会进行令人期待的火星飞行试验。首飞前,“毅力”号将接收NASA喷气推进实验室任务控制员的最终飞行指令,并将其传递给“机智”号。还有多个因素将决定这次首飞的精确时间,包括起飞机场附近的风力、风速等。“机智”号螺旋翼转速达到2537转/每分钟后,如果所有自检看起来不错,“机智”号将起飞。“机智”号将以每秒1米的速度爬升,在离地面3米处盘旋30秒。然后,“机智”号将下降并在火星表面着陆,完成首飞。在“机智”号飞行过程中,“毅力”号将作为“旁观者”记录飞行全程。首飞结束后,“毅力”号将把自带摄像头拍摄的飞行画面和“机智”号自身记录的第一组工程数据传输到NASA喷气推进实验室,由其判断首飞是否成功。接下来的两天里,“机智”号飞行过程收集到的所有剩余工程数据、直升机自带摄像头拍摄的低分辨率黑白图像以及高分辨率彩色相机拍摄的两张图像也将陆续传回。NASA喷气推进实验室的控制人员将依据这些信息来确定何时以及如何进行下一次飞行测试。据悉,“机智”号将在31天内总共完成5次飞行试验,之后历史使命将结束。“毅力”号火星车也将“抛弃”“机智”号,独自开展探索活动,寻找火星可能存在微生物的证据并收集样本。

“机智”号若成功,将带来重大变革性影响。NASA喷气推进实验室行星科学部主任博比·布劳恩认为,如果人类能够在大气稀薄的火星上依托空中飞行方式进行科学考察,当然可以在太阳系的许多其他星球上,如土卫六或金星上进行考察,动力飞行在太空探索的未来是真实而强大的。

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