探索火星的道阻且長,即使是人類已經可以常駐太空,還把火星移民提上日程,但至今可以在火星承擔探測任務的飛行器還沒出現,不過很快火星就將迎來第一架無人機了。
《火星救援》劇照,圖自:Wallpaperscraft
美國航空航天宇航局(NASA)日前宣布,將在 2020 年發(fā)射「火星 2020」(Mars 2020)探測器,而這個探測器上將搭載一架無人機,來參與火星的探索工作。
早在 2013 年, NASA 的噴氣推進實驗室研發(fā)就開始研發(fā)這架無人機,據介紹這款無人機采用自了設計共軸雙旋翼,機身大小與一個壘球相當,重量約為1.8kg。
火星無人機的項目負責人Mimi Aung 表示,由于火星的大氣層比地球稀薄 100 倍左右,當無人機在火星表面低空飛行時,已經相當于在地球 10 萬英尺(約 3 萬米)的高度,而地球直升機的飛行極限高度大約為 4 萬英尺(約 1.2 萬米)。
為了在大氣稀薄的火星上飛行,無人機的轉速需要達到 3000 轉/分鐘,大約是地球上直升機的十倍。
此外這架無人機內置的太陽能電池將為機內的鋰電池充電,同時在火星氣溫極低的夜晚為機器保溫,這架無人機將和地面探測車聯(lián)網互通,共同完成火星的探測工作。
按照 NASA 的計劃,當「火星 2020」探測器抵達火星,會在火星找到一個合適的位置放在探測車和無人機,隨后就將在火星執(zhí)行第一次無人機飛行任務。
在首次飛行中,火星無人機將垂直爬升到 3 米高,并懸停 30 秒以測試飛行。
據介紹,火星無人機的飛行測試為期 30 天,預計能進行 5 次飛行任務,不過每次飛行持續(xù)的時間大約只有 90 秒,每次的飛行距離也不過幾百米。
和地球上的無人機不同的是,由于火星與地球的距離較遠,人類無法遙控火星無人機,也就是全得靠機器自己了,這也加大了研發(fā)的難度。NASA 表示這是一個「高風險高回報」的項目,可一旦成功將大大提高探索火星的效率。
此前 NASA 在火星上的探索工作主要由火星探測漫游者(Mars Exploration Rover, MER)的火星車來承擔,但由于體型較大且運動速度較慢,還要穿越坑坑洼洼的火星地表,因此活動活動范圍比較小。
而無人機能很好解決這個問題,讓人類得以用上帝視角來觀察火星。NASA 官員 Thomas Zurbuchen 就表示:
能夠看清楚山丘背后的景象對火星探測任務來說至關重要,過去我們從衛(wèi)星軌道的視角獲得了一些信息,而隨著無人機的近距離觀察的實現,未來的很多任務都能更容易完成。
其實 NASA 一直在推進火星探測用的飛行器,除了這次的火星無人機,前段時間還出資支持了一個蜜蜂機器人的項目,據悉這種叫做「Marsbees」(火星蜜蜂)的微型無人機也有望在火星進行探索任務。
據悉 「火星 2020」將在 2020 年 7 月搭乘 Atlas V火箭,從納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空,預計將于 2021 年 2 月抵達火星。
也就是說,火星無人機的首飛至少還得等 3 年,如果順利將成為第一架在地球以外星球上運行的飛行器(heavier-than-air vehicle)。
部分配圖來自:NASA