本周星期一,聪明的直升机 - 落在火星上毅力探测器2月-起飞从火星表面。更重要的是,它在离地面3米的地方盘旋了大约30秒,然后又回来了。

这听起来不像是一个巨大的壮举,但它确实是。独创性的飞行是第一次有动力的飞机在另一个星球上飞行。它是人类历史上的一个里程碑空间勘探。

阿波罗11号飞船著名地降落在月亮,在重新启动后,只需退出月亮的重力并返回地球。然而,在没有氛围的世界环境中维持飞行,是一个不同的故事。

现在历史悠久的聪明才智直升机拿走了六年让。我们可以理解为什么,一旦我们理解了需要的复杂性。

为什么火星本地飞行很重要

在另一个世界进行直升机飞行有几个技术挑战。首先,也是最重要的一点,直升机需要大气层才能飞行。

直升机的叶片或“旋翼”必须旋转得足够快,才能产生一种称为“升力”的力。但是升力只能在某种大气存在的情况下产生。虽然火星有大气层,但它比地球的稀薄得多实际上,薄了大约100倍

因此,在火星大气层中飞行的独创性就相当于在地球上100,000英尺的高空飞行一架直升机。作为参考,商用飞机在地球表面三万到四万英尺之间飞行,这是我们有史以来最高的地球直升机是42,000英尺

在地球上测试飞行器需要一个加压的房间,从那里可以提取大量的空气来模拟火星的大气层。

然后有火星重力考虑,这大约是重力的强度大约三分之一地球。这实际上给了我们一点优势。如果火星有和地球一样的大气层,它的重力更小,这意味着我们可以用更少的能量来提升独创性。

但是,虽然火星的重力适用于我们的优势,但这是缺乏氛围的抵消。

Ingenuity的成功标记第一次甚至在地球外尝试过这种飞行。这可能简单地是,如上所述,这项任务非常非常困难。

先进制造

“独创性”公司能够克服火星大气层中的障碍主要有两种方法。首先,为产生升力,两个转子(由碳纤维制成)必须比地球上任何一架直升机都要快得多。

在地球上,大多数直升机和无人机的旋翼转速都在每分钟400-500转左右。“独创性”号的转子以每分钟2400转的速度旋转。

它还有一个独特的飞机翼展比。独创性的身体只有纸巾盒那么大,而它的刀片从顶端到顶端有1.2米。

甚至在飞行中传输信号即可开始需要一系列先进技术。虽然它只需要几分钟的无线电信号在地球和火星之间旅行,但仍然存在延迟的时间让这些信号到达直升机。

当你考虑这些信号必须经历的旅程时,这是有意义的:从地球上的计算机,到卫星天线,到火星勘测轨道飞行器,再到毅力号漫球车,最后,到直升机。

火星上的遥控飞行

聪明才智就是我们所谓的“技术示威者”。简单地,其唯一目的是证明它可以完成一系列简单的任务。在接下来的几周内,直升机将承担三次或四次航班,最冒险的是,涉及从坚持不懈地脱离和旅行约300米。

将分析从航班中检索的数据,并用作更复杂飞机的未来设计的关键投入。一旦应用了这项技术,它的潜力将是巨大的。

在火星上运行的无人机和直升机可以充当侦察兵的角色,在漫游者之前检查土地,以确定去那里旅行是否安全。这种飞行器甚至可以帮助在火星表面寻找水和生命。

在2035年,这是预计的第一批人类将登陆火星这些机组人员很有可能在当地接受实时操作飞机的训练,并对地面进行障碍物和危险地形的测量,以发现可能伤害人体、损坏宇航服、飞机或漫游者的障碍物和危险地形。

对过去的致敬,在视线中的未来

作为对地球上第一次动力飞行的感人致敬,美国宇航局喷气推进实验室的科学家们为火星直升机添加了一个历史性的人工制品。与一块太阳能电池板下面的电缆相连的是莱特兄弟1903年制造的莱特飞行器的一小片机翼。

这个飞行历史的项目是地球飞机的第二件,进入太空;在阿波罗任务期间,在月球上被带到月球上。

在其他世界中,已经有任务在推进动力飞行的障碍。特别是,蜻蜓直升机计划在泰坦的表面上方飞行,土星的卫星之一,到达预定2034年。

也许它也会带走地球历史的一部分,随着我们继续探索其他行星天体,一个一个的世界。谈话

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图像信用:美国国家航空航天局

Gail Iles博士是RMIT大学物理系的高级讲师,也是新空间科学理学士的创始人和项目协调员。在获得英国莱斯特大学的实验物理学博士学位后,盖尔在法国的欧洲航天局开始了她的科学生涯,在那里她研究了“呕吐彗星”上的材料的性质——在这个位置上她看到了她的…

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