火星上直升機(jī)能飛嗎（有可能）

人類已經(jīng)對(duì)火星開展了幾十次無(wú)人探索任務(wù)，研究了火星的大氣和表面。其中包括好奇號(hào)、機(jī)遇號(hào)、火星軌道探測(cè)器、火星勘測(cè)軌道飛行器、火星大氣與揮發(fā)物演化軌道器以及已經(jīng)出發(fā)尚未到達(dá)的洞察號(hào)著陸器。而在未來的10年中，還有許多任務(wù)正在規(guī)劃。

火星2020探測(cè)車任務(wù)就在其中。它的設(shè)計(jì)源于好奇號(hào)火星車，不過會(huì)搭載不同的科學(xué)載荷。NASA在最近發(fā)布的一份聲明中說，隨著火星2020一同前往火星的，還有一臺(tái)火星直升機(jī)。這是一架小型的自主旋翼機(jī)，能夠驗(yàn)證在火星上投放重于空氣的飛行器的可行性和潛力。

正如NASA局長(zhǎng)吉姆布萊登斯汀在近日的新聞稿中所稱，這種旋翼飛機(jī)符合NASA一直以來的創(chuàng)新傳統(tǒng)。“NASA有著驕人的歷史，”他說，“讓地球制造的直升機(jī)在另一顆行星上空飛行，這種想法令人興奮。火星直升機(jī)可以為我們未來的火星科學(xué)、發(fā)現(xiàn)和探索任務(wù)帶來很大的希望。”

美國(guó)眾議員約翰考爾伯森附和了布萊登斯汀的聲明。他說：“多棒啊，美國(guó)會(huì)是世界歷史上第一個(gè)在另一顆行星上釋放飛行器的國(guó)家。這項(xiàng)令人興奮和遠(yuǎn)見卓識(shí)的成就將激勵(lì)全美年輕人成為科學(xué)家和工程師，為未來更大的發(fā)現(xiàn)鋪平道路。”

火星直升機(jī)始于NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目。在過去的4年里，噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室一直在對(duì)它進(jìn)行設(shè)計(jì)、開發(fā)和反復(fù)測(cè)試，終于制造出一架質(zhì)量不到1.8千克、只有足球大小的旋翼機(jī)。它可以依靠?jī)蓚�(gè)反轉(zhuǎn)葉片以近3000轉(zhuǎn)/分的速度旋轉(zhuǎn)，這是地球直升機(jī)旋翼轉(zhuǎn)速的10倍。

JPL火星直升機(jī)項(xiàng)目主管米米昂指出，“地球上直升機(jī)飛行的最高紀(jì)錄大約是12000米�；鹦堑拇髿鈱雍穸戎挥械厍虻�1/100，當(dāng)直升機(jī)在火星表面飛行時(shí)，相當(dāng)于處在地球上的30000米高度。為了讓直升機(jī)在低密度大氣里也可以飛行，我們必須仔細(xì)檢查一切，讓直升機(jī)盡可能輕便，同時(shí)也盡可能堅(jiān)固。”

火星大氣的平均地面壓力約為地球海平面的0.6%，這樣的直升機(jī)非常適合在這種稀薄的大氣層中活動(dòng)。它不但能夠增加火星車的探測(cè)范圍，還可以探測(cè)火星車無(wú)法到達(dá)的地區(qū)。正如NASA科學(xué)任務(wù)委員會(huì)副主管托馬斯?jié)砂统剿�說：

“這體現(xiàn)了科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新的完美結(jié)合，也是推動(dòng)未來火星探索的獨(dú)特機(jī)遇。在萊特兄弟之后，另一批美國(guó)先驅(qū)或許會(huì)證明，不只是地球，人類在另外一顆行星上也可以進(jìn)行持續(xù)可控的動(dòng)力飛行。”

火星直升機(jī)的其他優(yōu)化還包括鋰離子電池，給電池充電的太陽(yáng)能板，以及能在火星的夜晚中為機(jī)器保溫的加熱機(jī)制。在火星中緯度地區(qū)，夜晚的氣溫可以低至-63℃。此外，直升機(jī)的程序設(shè)置為自主飛行，因?yàn)榭紤]到火星與地球的距離，實(shí)時(shí)操縱飛行是不可能做到的。

這些命令將由地球上的控制員發(fā)出，而火星車作為命令的中轉(zhuǎn)站，指示直升機(jī)在完成部署后開始飛行。它們預(yù)計(jì)將在2021年2月抵達(dá)火星，直升機(jī)將附著在火星車底部，直到火星車選擇合適的地點(diǎn)將它釋放到地面上。

在完成對(duì)電池充電和一系列飛行前測(cè)試后，地球上的控制者將向火星直升機(jī)發(fā)出命令，啟動(dòng)其首次為期30天的測(cè)試飛行。這段測(cè)試包括5次起落，最長(zhǎng)90秒，最遠(yuǎn)長(zhǎng)達(dá)幾百米，離火星車越來越遠(yuǎn)。

在它的首次飛行中，直升機(jī)會(huì)垂直爬升到3米，并盤旋約30秒。在完成這些測(cè)試后，火星直升機(jī)會(huì)協(xié)助火星車進(jìn)行地質(zhì)評(píng)估，并確定其著陸視野范圍內(nèi)的可居住型。這樣做的目的是尋找火星上的古老生命跡象，并評(píng)估未來的載人探險(xiǎn)任務(wù)可能用到的自然資源和可能面臨的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。

火星車還會(huì)首次在火星采集巖石和土壤的樣本，將它們封裝在密封管內(nèi)，留在火星上以供未來的宇航員取回。如果一切順利，火星直升機(jī)可以證明在未來的任何任務(wù)里，低空飛行的“偵察兵”都可以起到大作用。這些任務(wù)可能包括對(duì)土星最大的衛(wèi)星泰坦開展的機(jī)器人探索任務(wù)，研究人員希望利用直升機(jī)探測(cè)其地表和大氣。

我們期待火星2020任務(wù)能夠揭示這顆紅色星球更多有趣的事情。如果直升機(jī)的方式被證明可行，我們就可以得到傳統(tǒng)火星車無(wú)法獲得的更多信息和圖像。