物理

我们对“毅力号”火星探测器即将发射升空感到兴奋不已，但美国宇航局的新探测器不会独自踏上征程。在它的腹部下面藏着一架名为Ingenuity的小型直升机，它有望成为第一架在外星世界上飞行的飞机。

“毅力号”计划于7月30日星期四美国东部时间上午7:50（美国时间上午4:50）发布。美国航天局火星2020号火星车和直升机预计将于2021年2月在杰罗陨石坑着陆，几个月后将进行Ingenuity部署。天哪，这将是第一架在另一个星球上尝试控制飞行的人造飞机。

这个小小的，骨的飞行器被美国宇航局称为技术演示者。航天局希望对这一概念进行测试，并利用这些经验来开发更具雄心的项目。之前的技术演示包括1997年的火星探路者探测器和2018年的火星“纳米卫星”，它们是最小型的能够快速掠过行星的机器。

项目工程师在2018年AIAA大气飞行力学大会上发表的大纲中描述了旋翼机概念的增强版本：

它们可以以受控的方式进入和降落在指定的目标上，并可用于运载或取回小的有效载荷。直升机可以通过快速探测安全的穿越路线或对可能的科学目标进行侦察来增强漫游者的任务，并且作为系统，可以用于探测火星车可能无法到达的区域。火星直升机也可被视为样本返回体系结构的一部分，可用于及时将小型科学样本带回火星升空飞行器返回地球。

然而，在我们进入这一阶段之前，美国宇航局将不得不评估Ingenuity在火星上的表现。在30天的时间里，直升机将进行多达5次的飞行测试，所有测试的持续时间都不会超过90秒。美国航天局称，在每一次飞行中，Ingenuity将上升到距地面3至10米的任何地方，并在每次飞行中穿越300米。机器人直升机将能够自主飞行，着陆后将坚持不懈地进行通信。

由于机身大小和垒球差不多，Ingenuity的重量只有1.8公斤。它的两个旋转叶片，旋转方向相反，有1.2米长。它有一个太阳能电池板和一个太阳能电池板。

当“毅力”号将直升机部署到火星表面时，任务的关键阶段将发生。为了将直升机从火星车腹部移动到地面，美国宇航局开发了火星直升机运载系统，正如航天局解释的那样：

在这次任务的第60个火星日（sol）左右，“毅力”号将放下火星直升机运载系统的石墨复合碎片防护罩，在着陆时保护直升机。然后它将驶入所选机场的中心。大约六天后，当直升机和火星车小组对一切感到满意后，他们将命令火星直升机运载系统完成任务。

展开过程从释放一个锁止机构开始，该机构使直升机保持在原位。然后，一个断索火工装置点火，使一个弹簧臂，以保持直升机开始旋转的Ingenuity离开其水平位置。在此过程中，一个小型电动机将拉动直升机臂直到锁定，使直升机机身完全垂直，并展开两个弹簧加载的着陆腿。另一个火工装置点火，释放了其他的腿。

在这一点之后，直升机最终将被释放，此时，直升机离地面只有13里面高。考虑到火星的引力比地球弱，直升机落在地面不会对直升机造成伤害。大约一周后，假设一切都很好，Ingenuity将进行首次试飞。

从技术上讲，这架直升机已经记录了75分钟的飞行时间，或者更准确地说，在2014年至2019年间，美国宇航局（NASA）测试期间，一架直升机模型在地球上记录了这段飞行时间。很明显，火星和地球的环境非常不同，这就要求航天局在实验中发挥创造性。

例如，火星的大气层比地球薄100倍，因此没有足够的空气来急需的升力。为了飞行，Ingenuity将以2400转/分的速度旋转旋翼，这比传统直升机上的旋翼要快得多。

为了模拟火星上的环境，美国宇航局的工程师们从一个64厘米的真空室中吸出所有的气体，并加入一些二氧化碳。一个旋翼机模型成功地维持了飞行约一分钟，在5厘米的高空盘旋。对于直升机来说，这是一个小小的飞跃，但对于开发者来说却是一个巨大的飞跃。

另外，由于火星上的引力约为地球表面重力的38%，这架1.8公斤的直升机在这颗红色星球上的重量只有0.68公斤。在开发过程中，该模型通过一个模拟引力降低的系统进行了测试，并且表现良好。

由于夜间的温度可能会低至零下90摄氏度，因此Ingenuity还必须承受一些严重的温度波动。这架直升机有1500个不同的部件，由铝、硅、碳、箔和制成，在执行任务的过程中，这些部件将不断膨胀和收缩。在设计时，我们考虑到了这些温度波动，但我们还得等着看，当它真的在这颗红色星球上时，它的表现如何。

Ingenuity不会携带任何科学仪器，但它有自主能力。由于从地球到火星的通信延迟，直升机将不得不自行飞行，并选择合适的着陆地点。

Ingenuity计划只是一个小小的开始，但成功会带来更大、更好的结果。几年后，当各种各样的飞机飞过火星表面（甚至可能是其他行星）时，我们可以回顾一下这架Ingenuity的直升机，它使这一切成为可能。

会。最近美国已经发射了一架微型的直升飞机到火星上，几个月后将会开始在火星上做实验。

不可能的 直升机需要空气的浮力，而火星上没有空气，所以不会有空气浮力，所以不能飞行。

人类研究出来的直升机，在未来的某一天能够在火星上飞行。人类科技进步的速度我们有目共睹，我相信随着时间的推移，这一切肯定会实现。