【簡介：】研究人員稱，飛往火星的直升機(jī)必須足夠堅固，才能在火星的殘酷之旅中幸存下來（高G負(fù)荷、振動等），還有它在太空和抵達(dá)火星時所面臨的嚴(yán)酷環(huán)境條件（夜間極寒等）。同時，飛行器的設(shè)計還必

研究人員稱，飛往火星的直升機(jī)必須足夠堅固，才能在火星的殘酷之旅中幸存下來（高G負(fù)荷、振動等），還有它在太空和抵達(dá)火星時所面臨的嚴(yán)酷環(huán)境條件（夜間極寒等）。同時，飛行器的設(shè)計還必須解決火星稀薄大氣中獨特的空氣動力學(xué)問題，這給飛行器的設(shè)計帶來了極具挑戰(zhàn)性的重量限制。直到最近，隨著微型電子產(chǎn)品（如手機(jī)部件）和電池技術(shù)（如鋰離子電池）的出現(xiàn)，才有可能滿足這些嚴(yán)格的質(zhì)量限制。

為了在相當(dāng)于地球上30400米高度的大氣環(huán)境中實現(xiàn)升空（這相當(dāng)于直升機(jī)在地球上能達(dá)到的極限高度的兩倍多），火星直升機(jī)的旋翼葉片將以每分鐘2300-2900轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)，大約要比在地球上直升機(jī)旋翼的轉(zhuǎn)速快10倍。

現(xiàn)實中，要面臨的問題還很多。實現(xiàn)升力只是直升機(jī)必須處理的事情之一，它還必須能夠在火星極其寒冷的夜間溫度下生存，火星夜間的溫度可以降到零下73攝氏度。另外，它還需要能夠自我充電，這是通過內(nèi)置的太陽能電池板實現(xiàn)的。而且，由于從地球上傳輸電子指令的時間差，直升機(jī)是不能由地球上的技術(shù)人員來控制的。相反，它將依賴于機(jī)載傳感器。

“火星2020”計劃的目的就是要證明在火星上飛行是可行的，而不是進(jìn)行其他研究。如果計劃能夠成功，未來的直升機(jī)將更大、能力更強(qiáng)。這次為技術(shù)演示所選擇的特殊設(shè)計（反向旋轉(zhuǎn)同軸轉(zhuǎn)子）是為了使2020年火星探測器的可用空間性能最大化。下一代科學(xué)直升機(jī)將使用多旋翼配置，有效載荷能力在0.5至2千克范圍內(nèi)。車輛尺寸通常在20至30千克之間。主要的限制是將轉(zhuǎn)子葉片和整個系統(tǒng)打包成與火星著陸器設(shè)計兼容的配置。

直升機(jī)和其他類型的飛機(jī)可能對未來的火星探測非常有用，特別是，如果它們與火星表面的機(jī)器人漫游者一起部署將更有利。

尤其是，火星飛行器非常適合將相機(jī)、傳感器和其他儀器帶入對于地面漫游者來說太極端或不穩(wěn)定的地形，比如，高角度斜坡、懸崖邊、非常粗糙的巨石地形和極軟的土壤等。飛行平臺還可以在大面積的地形區(qū)域內(nèi)使用傳感器，這對地面漫游者或宇航員而言是是非常耗時的。例如，對火星表面40公頃的區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)掃描這樣的任務(wù)。它們還可用于快速攜帶小型有效載荷機(jī)動，例如，在科學(xué)家感興趣的地域部署小型儀器，或檢索樣品并將其攜帶返回中央儲存庫進(jìn)行分析。

有些人可能認(rèn)為，火星軌道衛(wèi)星完全可以滿足對火星表面的空中圖像調(diào)查任務(wù)需求。但是，在較低高度飛行的飛機(jī)可以拍攝更高分辨率的圖像，并收集衛(wèi)星儀器無法處理的其他有用數(shù)據(jù)。當(dāng)需要一個特定區(qū)域的詳細(xì)特寫鏡頭時，衛(wèi)星技術(shù)畢竟是有限的。在距離火星地表幾十米或幾百米的空中，飛行器所攜帶的相機(jī)或傳感器，可以提供非常詳細(xì)的火星選定區(qū)域的圖像。這遠(yuǎn)非在幾百公里高空中的衛(wèi)星力所能及的。

火星直升機(jī)還能幫助紅色星球上最終的人類殖民者，它們可以執(zhí)行的額外任務(wù)還包括運(yùn)送應(yīng)急物資，或維修部件。NASA的專家們稱，目前，最顯著的好處可能是采集超高質(zhì)量的多光譜圖像，以支持未來火星定居者尋找所需的資源。

專家們設(shè)想，未來幾代的直升機(jī)將擁有更先進(jìn)的能力。一架完全或大部分自動駕駛的直升機(jī)，結(jié)合基于人工智能的數(shù)據(jù)分析，支持在人類極少干預(yù)的情況下，快速探索和評估火星上的潛在資源。這將是至關(guān)重要的，因為在火星探索和定居的早期，人類勞動力將供不應(yīng)求。

機(jī)器人直升機(jī)還可以作為探測車和探索火星表面的宇航員的高級偵察設(shè)備。通過查看地形并提供視覺預(yù)覽，這些偵察機(jī)器人將排除危險或無效路徑，避免火星軌道衛(wèi)星無法識別的“死胡同”，從而提高火星探索的效率和安全性。

科學(xué)家們的設(shè)想都是富有前瞻性和美好的，但科學(xué)探索的道路從來都不會是平坦的，讓我們祝愿“火星2020”計劃能為人類探索火星邁出堅實的一步。