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小而快！機(jī)智”號無人直升機(jī)旋翼轉(zhuǎn)速超過每分鐘2400轉(zhuǎn)

2021-04-21 08:16:02 來源：科技日報(bào)

美國國家航空航天局（NASA）19日宣布，“機(jī)智”號無人直升機(jī)成功完成了火星上的首次飛行，飛行時(shí)間39.1秒，這是人造航空器首次在另一個(gè)行星上受控飛行。

據(jù)《自然》雜志報(bào)道，19日，太平洋時(shí)間12時(shí)34分，直升機(jī)上升到3米高的空中，盤旋約30秒，并按計(jì)劃轉(zhuǎn)彎96度，隨即安全降落回到火星表面。

小而快！直升機(jī)旋翼轉(zhuǎn)速超過每分鐘2400轉(zhuǎn)

這次飛行推遲了一星期，原定于4月11日開始，但因軟件問題，直升機(jī)在試飛前兩天未能過渡到飛行模式。

“機(jī)智”號重約1.8千克，有4片旋翼，由太陽能電池板為鋰電池充電。NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的首席工程師米米·昂說，“機(jī)智”號獨(dú)創(chuàng)性最大的挑戰(zhàn)是讓它足夠小、足夠輕，可被“毅力”號攜帶升空，同時(shí)也能獨(dú)立飛行。

為了在火星稀薄的大氣中飛行，與地球上類似大小的直升機(jī)相比，“機(jī)智”號有更大的葉片，其旋翼是4個(gè)特制碳纖維葉片，排列成兩個(gè)轉(zhuǎn)子后按相反的方向以每分鐘超過2400轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速更快，足以將它抬升到火星的空中。

“機(jī)智”號的目的是測試直升機(jī)是否可以用來探索地外的其他世界。當(dāng)它飛越地形時(shí)，它會(huì)拍攝下面表面的黑白圖像，以及面向地平線的彩色圖像。未來的直升機(jī)可穿越地表，幫助月球車，甚至宇航員偵察前方區(qū)域，并傳遞景觀圖像。

繼續(xù)飛！未來兩周的四次飛行將挑戰(zhàn)極限

按計(jì)劃，接下來的兩周內(nèi)，“機(jī)智”號將再進(jìn)行4次飛行，每次持續(xù)90秒。下一次飛行暫定在4月22日開始。屆時(shí)，“機(jī)智”號的目標(biāo)是飛離地面5米，橫向飛行約2米，然后向后飛2米，最后降落在起飛地。最終的飛行中，直升機(jī)可能會(huì)飛得更快、更遠(yuǎn)，飛到離起飛點(diǎn)300米的地方。

據(jù)報(bào)道，每一次連續(xù)的飛行都將推動(dòng)“機(jī)智”號的性能提升?；鹦谴髿饷芏戎挥械厍虻?%，科學(xué)家想測試直升機(jī)在火星稀薄的大氣中的表現(xiàn)如何。

“我們將挑戰(zhàn)極限。”昂說，“最終‘機(jī)智’號很可能走到因我們的設(shè)計(jì)而崩潰的地步。”

此前，各國航天機(jī)構(gòu)也曾向其他行星發(fā)送過可在空中飄浮的飛行器；例如，1985年蘇聯(lián)將兩個(gè)包含大氣探測氣球和著陸器的航天器：維加一號和二號送入金星大氣層。但此次“機(jī)智”號的飛行是地外星球上的第一次受控飛行。

有彩蛋！直升機(jī)攜帶了萊特兄弟飛機(jī)上的織物

“機(jī)智”號短途試飛的意義相當(dāng)于1903年萊特兄弟首次在地球上駕駛?cè)嗽祜w機(jī)試飛的意義。為了致敬萊特兄弟，直升機(jī)攜帶了一塊取自萊特兄弟飛機(jī)上郵票大小的薄紗織物。

今年2月18日，“機(jī)智”號搭乘“毅力”號火星車登陸火星。“毅力”號從著陸點(diǎn)前往杰澤羅隕石坑中一個(gè)相對沒有巖石的平坦的“機(jī)場”，并在那里放下“機(jī)智”號。然后，“毅力”號在65米外一個(gè)有利位置，觀看并拍攝“機(jī)智”號第一次起飛和飛行。

工程師們表示正在等待“機(jī)智”號直升機(jī)懸停需要多少動(dòng)力的信息，這將幫助工程師更好地了解火星上的空氣動(dòng)力學(xué)及電學(xué)特性。

“機(jī)智”號只在火星上持續(xù)30天時(shí)間，截止日期為5月4日。在那之后，團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家將把他們的注意力重新轉(zhuǎn)移到“毅力”號火星車上。“毅力”號踏上收集巖石樣本之旅，并最終返回地球，而曾經(jīng)落在杰澤羅隕石坑的“機(jī)智”號也將永遠(yuǎn)留在那里。

去土星！NASA探索地外星球還有新動(dòng)作

據(jù)報(bào)道，NASA已經(jīng)在建造一架汽車大小的名為“蜻蜓”的八軸飛行器，計(jì)劃將其送往土星的衛(wèi)星——土衛(wèi)六。這架直升機(jī)定于2027年發(fā)射，將探索4倍于地球大氣層密度，并含有豐富的原始有機(jī)化合物的土星大氣層，這與“匠心”號在火星上經(jīng)歷的環(huán)境截然不同。

此外，來自“機(jī)智”號的早期飛行經(jīng)驗(yàn)將為“蜻蜓”號的設(shè)計(jì)提供參考。美國約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的行星科學(xué)家伊麗莎白·特特爾是蜻蜓項(xiàng)目的首席研究員，她說：“我們期待著學(xué)習(xí)‘機(jī)智’號團(tuán)隊(duì)在地外太空飛行的經(jīng)驗(yàn)。”

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