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小而快！機智”號無人直升機旋翼轉速超過每分鐘2400轉

2021-04-21 08:16:02 來源：科技日報

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

據《自然》雜志報道，19日，太平洋時間12時34分，直升機上升到3米高的空中，盤旋約30秒，并按計劃轉彎96度，隨即安全降落回到火星表面。

小而快！直升機旋翼轉速超過每分鐘2400轉

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，直升機在試飛前兩天未能過渡到飛行模式。

“機智”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噴氣推進實驗室的首席工程師米米·昂說，“機智”號獨創性最大的挑戰是讓它足夠小、足夠輕，可被“毅力”號攜帶升空，同時也能獨立飛行。

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相比，“機智”號有更大的葉片，其旋翼是4個特制碳纖維葉片，排列成兩個轉子后按相反的方向以每分鐘超過2400轉的速度旋轉，轉速更快，足以將它抬升到火星的空中。

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

繼續飛！未來兩周的四次飛行將挑戰極限

按計劃，接下來的兩周內，“機智”號將再進行4次飛行，每次持續90秒。下一次飛行暫定在4月22日開始。屆時，“機智”號的目標是飛離地面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，直升機可能會飛得更快、更遠，飛到離起飛點300米的地方。

據報道，每一次連續的飛行都將推動“機智”號的性能提升。火星大氣密度只有地球的1%，科學家想測試直升機在火星稀薄的大氣中的表現如何。

“我們將挑戰極限。”昂說，“最終‘機智’號很可能走到因我們的設計而崩潰的地步。”

此前，各國航天機構也曾向其他行星發送過可在空中飄浮的飛行器；例如，1985年蘇聯將兩個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！直升機攜帶了萊特兄弟飛機上的織物

“機智”號短途試飛的意義相當于1903年萊特兄弟首次在地球上駕駛人造飛機試飛的意義。為了致敬萊特兄弟，直升機攜帶了一塊取自萊特兄弟飛機上郵票大小的薄紗織物。

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

工程師們表示正在等待“機智”號直升機懸停需要多少動力的信息，這將幫助工程師更好地了解火星上的空氣動力學及電學特性。

“機智”號只在火星上持續30天時間，截止日期為5月4日。在那之后，團隊的科學家將把他們的注意力重新轉移到“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，而曾經落在杰澤羅隕石坑的“機智”號也將永遠留在那里。

去土星！NASA探索地外星球還有新動作

據報道，NASA已經在建造一架汽車大小的名為“蜻蜓”的八軸飛行器，計劃將其送往土星的衛星——土衛六。這架直升機定于2027年發射，將探索4倍于地球大氣層密度，并含有豐富的原始有機化合物的土星大氣層，這與“匠心”號在火星上經歷的環境截然不同。

此外，來自“機智”號的早期飛行經驗將為“蜻蜓”號的設計提供參考。美國約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室的行星科學家伊麗莎白·特特爾是蜻蜓項目的首席研究員，她說：“我們期待著學習‘機智’號團隊在地外太空飛行的經驗。”