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2019-09-15 13:48:22 骚黄片小说 _直升机能在火星上飞行吗?NASA说没问题

直升机能在火星上飞行吗?NASA说没问题

你可能会认为,在火星上驾驶直升机是一种奇怪的、极不可能的想法。毕竟,正如美国联邦航空管理局手册所解释的那样,直升机是通过旋转叶片偏转气流来实现升力。而在火星上,可没有足够的空气来实现。事实上,它的稀薄大气层还不到地球大气层体积的1%。

如果你认为这是不可能的,那么,美国宇航局会证明你错了。按照计划,美国宇航局将在2020年7月,向那颗红色星球发射新的火星2020漫游者。而且,它将搭载一架微型机器人飞机 —— 火星直升机。目前,这架实验直升机正处于测试的最后阶段,它的重量略低于1.8公斤,其旋翼叶片从一端到另一端大约有1.2米长。NASA的研究人员希望它能是在这颗红色星球上首次实现飞行的比空气重的飞行器。

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NASA喷气推进实验室的首席工程师表示,NASA实际上几十年来一直在研发一种可以在火星上飞行的直升机。但是,解决所有的技术挑战确实是一项艰巨的任务。

研究人员称,飞往火星的直升机必须足够坚固,才能在火星的残酷之旅中幸存下来(高G负荷、振动等),还有它在太空和抵达火星时所面临的严酷环境条件(夜间极寒等)。同时,飞行器的设计还必须解决火星稀薄大气中独特的空气动力学问题,这给飞行器的设计带来了极具挑战性的重量限制。直到最近,随着微型电子产品(如手机部件)和电池技术(如锂离子电池)的出现,才有可能满足这些严格的质量限制。

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为了在相当于地球上30400米高度的大气环境中实现升空(这相当于直升机在地球上能达到的极限高度的两倍多),火星直升机的旋翼叶片将以每分钟2300-2900转的速度旋转,大约要比在地球上直升机旋翼的转速快10倍。

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现实中,要面临的问题还很多。实现升力只是直升机必须处理的事情之一,它还必须能够在火星极其寒冷的夜间温度下生存,火星夜间的温度可以降到零下73摄氏度。另外,它还需要能够自我充电,这是通过内置的太阳能电池板实现的。而且,由于从地球上传输电子指令的时间差,直升机是不能由地球上的技术人员来控制的。相反,它将依赖于机载传感器。

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“火星2020”计划的目的就是要证明在火星上飞行是可行的,而不是进行其他研究。如果计划能够成功,未来的直升机将更大、能力更强。这次为技术演示所选择的特殊设计(反向旋转同轴转子)是为了使2020年火星探测器的可用空间性能最大化。下一代科学直升机将使用多旋翼配置,有效载荷能力在0.5至2千克范围内。车辆尺寸通常在20至30千克之间。主要的限制是将转子叶片和整个系统打包成与火星着陆器设计兼容的配置。

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直升机和其他类型的飞机可能对未来的火星探测非常有用,特别是,如果它们与火星表面的机器人漫游者一起部署将更有利。

尤其是,火星飞行器非常适合将相机、传感器和其他仪器带入对于地面漫游者来说太极端或不稳定的地形,比如,高角度斜坡、悬崖边、非常粗糙的巨石地形和极软的土壤等。飞行平台还可以在大面积的地形区域内使用传感器,这对地面漫游者或宇航员而言是是非常耗时的。例如,对火星表面40公顷的区域进行详细扫描这样的任务。它们还可用于快速携带小型有效载荷机动,例如,在科学家感兴趣的地域部署小型仪器,或检索样品并将其携带返回中央储存库进行分析。

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有些人可能认为,火星轨道卫星完全可以满足对火星表面的空中图像调查任务需求。但是,在较低高度飞行的飞机可以拍摄更高分辨率的图像,并收集卫星仪器无法处理的其他有用数据。当需要一个特定区域的详细特写镜头时,卫星技术毕竟是有限的。在距离火星地表几十米或几百米的空中,飞行器所携带的相机或传感器,可以提供非常详细的火星选定区域的图像。这远非在几百公里高空中的卫星力所能及的。

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火星直升机还能帮助红色星球上最终的人类殖民者,它们可以执行的额外任务还包括运送应急物资,或维修部件。NASA的专家们称,目前,最显著的好处可能是采集超高质量的多光谱图像,以支持未来火星定居者寻找所需的资源。

专家们设想,未来几代的直升机将拥有更先进的能力。一架完全或大部分自动驾驶的直升机,结合基于人工智能的数据分析,支持在人类极少干预的情况下,快速探索和评估火星上的潜在资源。这将是至关重要的,因为在火星探索和定居的早期,人类劳动力将供不应求。

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机器人直升机还可以作为探测车和探索火星表面的宇航员的高级侦察设备。通过查看地形并提供视觉预览,这些侦察机器人将排除危险或无效路径,避免火星轨道卫星无法识别的“死胡同”,从而提高火星探索的效率和安全性。

科学家们的设想都是富有前瞻性和美好的,但科学探索的道路从来都不会是平坦的,让我们祝愿“火星2020”计划能为人类探索火星迈出坚实的一步。


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