為 2020 火星任務做準備,NASA 火星直升機通過飛行測試

作者 | 發布日期 2019 年 04 月 02 日 18:24 | 分類 天文 , 尖端科技 , 航太科技 follow us in feedly


預計明年要與火星 2020 探測車一起出任務的火星直升機,近日正式通過 NASA 的飛行測試;下一次,它的起飛地點可能就是火星地表了。

火星 2020 探測車(Mars 2020 rover)計畫最早於 2012 年提出,結構設計與如今正在火星上四處摸索的好奇號類似,但兩者科學酬載不同,預計 2020 年 7 月搭乘火箭發射升空。與此同時,2020 火星車的懷中還會攜帶一架自 2014 年起開始開發的火星微型直升機,等 2021 年 2 月降落火星地表後,火星車負責在地面漫遊,火星直升機則在空中探索。

然而 NASA 擁有數架火星車的設計經驗,開發火星直升機卻還是頭一回,因此科學家必須在火星大氣層模擬條件下進行一系列嚴格的飛行測試。

首先,火星大氣非常稀薄,密度僅地球大氣 1%,在火星空中移動相當於在地球海拔 30 萬公里處飛行,也因此,火星直升機約 1.2 公尺長的旋翼轉速需達 2,400~2,900 RPM 才飛得起來,比傳統直升機還要快 10 倍。

其次,火星日夜溫差極大,夜間溫度可降至零下 90℃,直升機身上 1,500 個零碎機件都得忍受劇烈溫差帶來的熱漲冷縮效應,因此挑選材料過程就是個巨大挑戰;第三,火星重力只有地球重力的三分之二,因此在實驗室測試時,NASA 團隊還給直升機加裝「重力卸載系統」,確保直升機可以在比地球重力小的火星上飛行。

NASA 的火星大氣實驗室高度仿真,團隊吸走室內所有氮氣、氧氣和其他氣體,再將二氧化碳注入室內,彷彿真正的火星,令人高興的是,試飛中直升機成功維持離地 5 公分約 1 分鐘,證實鋁、矽、銅、箔製零件不會在火星環境中分散四濺。

下一次,火星直升機就真的要到那顆紅色星球上旅行了,等 2021 年 2 月登陸後 2~3 個月,NASA 就會發送命令釋出直升機進行火星試飛,預計持續時間約 90 秒,雖然演示技術居多,但研究人員說,直升機的高分辨率照相機仍可提供一些火星照片。

(首圖來源:NASA

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