超出设计预期10倍的火星直升机独创号还在继续，新旋翼机已在开发

美国宇航局喷气推进实验室宣布，在火星上远远超出预期的小型直升机“独创”号已完成第 56 次飞行。

声明中写道：“这次飞行的目标是重新定位直升机。”

这架微型旋翼机在火星表面飞行了 410 米，最高高度约为 12 米。这一最新成就证明了直升机的韧性和技术实力，其持续超出预期。

这架价值 8000 万美元的直升机于 2021 年 4 月在火星表面的莱特兄弟机场首次飞行。飞行时间为 39 秒，标志着旋翼飞行器在另一个星球上的首次动力和控制飞行。

据美国宇航局称，这架直升机的目的是首次在另一个世界上展示动力、受控飞行。该测试计划在 30 个火星天的实验窗口内进行。

技术演示在三次成功飞行后完成，独创号过渡到新的操作演示阶段，“探索未来的漫游者和空中探险者如何协同工作”。

美国宇航局表明，只要直升机还能飞行，它就会继续绘制火星表面的地图。生命不息，战斗不止。

然而，独创号在 4 月 26 日陷入沉默，导致其控制者担心它会被太阳第四颗行星的严酷温度摧毁。

但随后，6 月 28 日，独创号通过毅力号火星车给家里打电话，这是直升机在第 52 次飞行后在杰泽罗陨石坑的地面上陷入沉寂后发出的第一句话。

“展示毅力号与独创号之间的协调仍然是一个主要目标，”团队负责人约书亚·安德森说。

就火星而言，NASA 计划再派遣两架直升机前往火星，作为暂定于 2026 年执行的样本返回任务的一部分。NASA 定于次年 2027 年发射的另一项任务是旋翼机“蜻蜓”号，它重 450 公斤，将用于探索土星的卫星泰坦以寻找生命迹象。

蜻蜓号的重量远远大于仅重 1.8 公斤的独创号，它的开发人员有着远大的抱负。这架直升机将成为一个移动科学实验室，降落在土卫六的不同位置，研究这颗遥远卫星表面的生命起源化学。

独创号总工程师巴拉拉姆早在 20 世纪 90 年代就首次萌生了在火星上进行直升机飞行的想法，不过他承认自己并不是唯一的人。“美国直升机协会甚至举办了一场竞赛，让大学生可以为火星设计一架直升机，”巴拉拉姆说。“大约在 NASA 的探路者任务与小型漫游车一起登陆火星的时候 [1997]。所以当时人们对火星非常感兴趣。”

即便如此，这个概念在接下来的 15 年里一直被搁置，直到人们对当时新兴的无人机技术产生了兴趣，巴拉拉姆被要求制作一份报告，证明该技术在火星任务中的可行性。“他们给了我们一些种子资金，我们设计并建造了独创号。”巴拉拉姆说。

巴拉拉姆和他的团队必须克服一系列复杂的挑战，其中最重要的是火星上极其稀薄的大气层。火星上的空气密度约为地球海平面空气密度的 1%。

这使得为起飞创造升力变得更加困难。巴拉拉姆说，虽然火星引力较低（约为地球引力的三分之一），这在一定程度上对于起飞有所帮助。

为了使“独创性”能够在空中飞行，首要任务是使其尽可能轻。然而，这个设计标准与另一个设计标准发生了冲突，让飞机足够坚固，能够在火星上极其恶劣的环境中生存。

这意味着要使其足够坚固，能够承受发射时的振动载荷高达 18 gs 的严酷考验。它还必须应对太空的真空和辐射、降落到火星期间的振动载荷以及火星本身的温度环境，夜间温度可能降至-90°C。

他说，火星大气层的稀薄也给飞机的控制带来了问题。

“在地球上，大气层的厚度有助于抑制直升机叶片的某些不必要的运动。在火星上，你没有那种阻尼效应，所以我们有一些必须克服的稳定性问题。”

“你需要大量的高性能计算来保证不稳定的飞行器在空中飞行。美国宇航局拥有老式处理器，这些处理器具有耐辐射性，但不具备所需的计算能力。因此，我们不得不在其他地方寻找现成的商业解决方案。”

在过去的几个月里，独创号通过毅力号火星车向地球发送了大量的宝贵数据和图像，这些信息对于我们更好地理解火星和寻找可能存在生命的迹象至关重要。它的出色表现也证明了美国宇航局的技术实力和创新的思维。

独创号的成功飞行和探索任务仍在继续，它已经成为我们了解火星的重要工具。虽然面临许多挑战和困难，但科学家们和工程师们仍然坚持不懈，他们相信科技的力量能够带来新的发现和突破。在未来，随着更多的火星任务计划的实施，我们期待着能够看到更多的科技创新和突破，帮助我们更好地理解这个神秘的红色星球。