NASA的火星直升机🚁

2021年2月18日，当美国宇航局的“毅力”号火星车登陆火星时，它将搭载一名小巧但强大的乘客：Ingenuity，火星直升机。

这架直升机在地球上重约4磅（1.8公斤），机身大约有纸巾盒那么大，放在六年前，就令人难以置信。位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室的工程师们知道，在火星稀薄的大气层中飞行在理论上是可能的，但是没有人能确定他们是否能够制造出一种强大到足以在质量受到极大限制的情况下自主飞行、通讯和生存的飞行器。

然后，研究小组必须在地面试验中证明它可以在类似火星的环境中飞行。既然他们已经确认了这些目标，研究小组正准备在火星的实际环境中测试他们的独创性。“我们的火星直升机团队一直在做一些以前从未做过的事情——一开始没人能确定这件事是可以做到的，”喷气推进实验室（JPL）的创意项目经理米米昂（MiMi Aung）说，“我们在前进的道路上面临着许多可能会阻碍我们前进的挑战。我们很高兴，我们现在离在火星上展示智慧的真正作用如此之近。”

毅力号在2020年7月30日发射时经受住了强烈的震动，并通过了健康检查，它正坚持不懈地等待着在火星大气层中穿行。但直升机在着陆后一个多月内不会进行首次飞行：探测器和直升机的工程师需要时间确保两个机器人都准备好了。

以下是在构建预期时需要了解的有关独创性的关键事项：

1这次的独创性是一种实验性的飞行试验。

火星直升机是一个被称为技术示范的项目，这是一个狭隘的项目，旨在首次测试一种新的能力。以前的突破性技术演示包括第一个火星探测器，旅居者，和火星立方体一号（马可）立方体卫星飞越火星。直升机不携带科学仪器，也不属于“毅力”号的科学任务。Ingenuity的目标是一项工程：演示旋翼机在火星极薄的大气层中飞行，该大气层的密度仅为地球大气层的1%左右。

Ingenuity将在30个火星日（31个地球日）的演示窗口内尝试5次试飞。它开创性的抱负与莱特兄弟的飞行器相似，后者实现了地球上第一次动力控制飞行。

2火星不会让机智的人轻易尝试在另一颗行星上进行第一次动力控制飞行。

由于火星大气层如此稀薄，灵巧被设计成轻型，旋翼桨叶比地球上灵巧质量的直升机要大得多，旋转速度也要快得多。这颗红色星球的温度也超过了令人寒心的温度，在探测器和直升机的着陆点Jezero陨石坑，夜晚的温度高达零下130华氏度（零下90摄氏度）。这些温度将推动独创性使用的现成零件的原始设计极限。在地球上预测的温度下进行的试验表明，Ingenuity的部件应该能按设计工作，但研究小组期待着在火星上进行真正的试验。“火星并没有完全摆脱欢迎席，”JPL的Ingenuity业务负责人蒂姆·坎汉姆（Tim Canham）说。“当它到达火星时，灵巧首先要做的一件事就是在它的第一个夜晚幸存下来。”

3.别出心裁地依靠火星2020坚忍不拔的任务，安全地进入火星，并在这颗红色星球的表面进行作业。

别心裁地坐落在“坚忍不拔”号探测器腹部的侧面，上面有一个盖子，可以保护它不受着陆时被踢起的碎片的影响。在前往火星的2.93亿英里（4.71亿公里）的旅程中，火星车和直升机都安全地安置在一个翻盖状的航天器进入舱内。火星2020号太空船上的电源系统会定期为Ingenuity的电池充电。为了到达火星表面，机智和毅力伴随着火星着陆。火星车的进入、下降和着陆系统包括一个超音速降落伞、自主避险的新“大脑”以及“空中起重机”机动部件，该部件可将火星车从下降飞行器降到火星上。任何一个航天机构在火星着陆的尝试中，只有大约50%是成功的。一旦找到了部署直升机的合适地点，火星车的“火星”直升机运载系统将掀开着陆盖，将直升机旋转成腿朝下的配置，并在着陆后的最初几个月内将机智轻轻地降落在地面上。在整个直升机的调试和飞行测试活动中，漫游者将协助与地球的通信来回。火星车小组还计划收集一些别出心裁的图像。

4.对于一个小机器人来说，机智是聪明的。

延迟是跨行星际距离与航天器通信的固有部分，这意味着灵巧公司在JPL的飞行控制器将无法用操纵杆控制直升机。事实上，他们在每次飞行后很长一段时间内都无法查看工程数据或图像。因此，Ingenuity将根据地球上工程师设定的参数，自行做出一些决定。例如，这架直升机有一种可编程恒温器，可以在火星上取暖。在飞行过程中，Ingenuity将分析传感器数据和地形图像，以确保它停留在项目工程师设计的飞行路径上。

5.独创团队一步一个脚印地计算成功。考虑到独创性的实验性质，该团队列出了直升机在2021年春季起降前必须达到的一长串里程碑。

团队将庆祝每个里程碑：在飞往火星的巡航中幸存下来，并在这颗红色星球上着陆从他的腹部安全地部署到水面在火星寒冷的夜晚自主保暖用转子上的太阳能电池板自动充电通过火星车上一个被称为火星直升机基站的子系统与直升机成功通信如果在另一个星球上的第一次实验飞行试验成功，这个独创团队将尝试更多的试飞。

6.如果独创性成功，未来的火星探测可能包括雄心勃勃的空中空间。

“独创性”旨在展示在火星大气层飞行所需的技术和首次同类操作。如果成功的话，这些技术和在另一个星球上驾驶直升机的经验可以使其他先进的机器人飞行器成为未来机器人和人类火星任务的一部分。未来直升机在火星上的可能用途包括：提供目前高空轨道飞行器或地面漫游者和着陆者无法提供的独特视角；机器人或人类的高清图像和侦察；以及漫游者难以到达的地形。未来的直升机甚至可以帮助携带轻而重要的有效载荷从一个地点到另一个地点。

我是神秘的木卫二，一名业余科普作者。

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