人類已經(jīng)不再滿足于僅僅停留在火星表面，火星的天空也將成為征服目標(biāo)。日前，美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)宣布，火星直升機(jī)已經(jīng)完成飛行測(cè)試，2020 年將和新型火星車一起奔向紅色星球。

　　難道所謂的火星直升機(jī)就是將地球上的直升機(jī)技術(shù)搬到火星上?當(dāng)然不是，NASA 噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)曾刊文指出火星直升機(jī)面臨的 4 個(gè)技術(shù)難題。一是火星大氣密度僅為地球的1% 到2%，重力系數(shù)卻是地球的 38%，直升機(jī)起飛難;二是火星環(huán)境在地球不能完全復(fù)制，難于開(kāi)展真實(shí)的飛行試驗(yàn);三是科學(xué)家沒(méi)有火星飛行器的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn);四是飛控系統(tǒng)必須要在陌生環(huán)境中保證“一次成功”。

　　為了解決火星飛行難題，NASA 下屬的 JPL、艾姆斯研究中心從 2000 年開(kāi)始聯(lián)合斯坦福大學(xué)、西科斯基飛機(jī)公司等機(jī)構(gòu)開(kāi)展火星直升機(jī)預(yù)研。2014 年，JPL 和專門(mén)從事小型無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)的航空環(huán)境公司提出了火星直升機(jī)的概念方案，才基本解決了設(shè)計(jì)難題。

　　NASA 推出的火星直升機(jī)機(jī)身很小，是近似邊長(zhǎng) 10 厘米的立方體，整機(jī)重量?jī)H有 1.8 公斤。為了提供足夠的升力，外形采用雙旋翼共軸串列布局，長(zhǎng)度 1.2 米，每分鐘轉(zhuǎn)速達(dá)到驚人的 2800 轉(zhuǎn)。相比之下，美軍現(xiàn)役武裝直升機(jī)“阿帕奇”的旋翼轉(zhuǎn)速每分鐘僅 300 轉(zhuǎn)。火星直升機(jī)使用可充電的鋰電池供電，因此其頭頂一個(gè)太陽(yáng)能電池板。

　　縱使 NASA 使出渾身解數(shù)，火星直升機(jī)的性能仍然堪憂。一方面，其對(duì)飛行環(huán)境的要求極高，水平風(fēng)速不能超過(guò) 10 米/秒，垂直風(fēng)速要低于 3 米/秒，陣風(fēng)風(fēng)速要限制在 3.5 米/秒;另一方面，飛行速度也被限制在橫向 10 米/秒和縱向 3 米/秒。此外，考慮到火星黑夜和低溫的影響，僅有不到 30% 的電量可用來(lái)飛行，航時(shí)不到 90 秒。換句話說(shuō)，火星直升機(jī)的飛行半徑不到 450 米。

　　如此“低能”的直升機(jī)能發(fā)揮什么作用?據(jù)悉，火星直升機(jī)平時(shí)停放在火星車上，起飛后可以拍攝更大范圍的震撼圖像，并能為火星車提供更精確的導(dǎo)航、定位，還能偵察前方地形，甚至可以攜帶科研儀器，擴(kuò)大火星車探測(cè)范圍。

　　總編輯圈點(diǎn)

　　直升機(jī)視野大，是探查未知領(lǐng)域的利器，但在只有地球百分之一二密度的空氣里起飛太難了。這也是為何歷代探測(cè)計(jì)劃寧愿用火星車辛苦跋涉也不引入飛行器的原因。而太陽(yáng)能電池與高速旋翼技術(shù)的進(jìn)步讓工程突破成為可能。當(dāng)然，新設(shè)備想適應(yīng)火星的惡劣環(huán)境，還有許多麻煩要解決。
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