视频｜人类首次，直升机在火星成功起飞

时间：2021-04-19 23:52:37来源：互联网

中国航天报微信公号4月19日消息，北京时间19日15点30分，美国毅力号火星车携带的机智号直升机成功在火星表面起飞...

中国航天报微信公号4月19日消息，北京时间19日15点30分，美国毅力号火星车携带的机智号直升机成功在火星表面起飞，直升机在距火星表面3米的高度上完成了30秒悬停，随后按照降落程序安全着陆，由此成为人类历史上首架在另一个星球起飞的直升机，开创了无人机的行星探索新时代。那么，融易新媒体，火星直升机与地球上使用的直升机相比，有哪些特殊之处呢？

毅力号火星车摄像头拍摄机智号直升机起飞

毅力号火星车摄像头拍摄机智号直升机起飞(00:13)补齐行星探测重要一环
目前，人类对行星的探测手段主要有环绕探测、原位探测和巡视探测三种。美国宇航局工作人员庆祝机智号直升机起飞成功(00:55)环绕探测是通过环绕在月球、火星等轨道上的航天器，利用遥感探测的手段来完成，通俗地讲，就是给行星拍照来研究该行星的情况。由于航天器距离被探测行星较远，受像素影响，很难得到丰富的数据。
原位探测则是利用着陆在行星表面的航天器，对着陆位置及周围的岩石、大气或生物信息开展研究。

毅力号火星车释放保护机智号直升机的罩盖

毅力号火星车释放机智号直升机过程

巡视探测是指利用可以在行星表面移动的航天器进行探测，它的探测范围比原位探测有所扩展，得到的数据更全面。不管是原位探测还是巡视探测，都可以理解为是对行星的贴近观测。如果用拍照来比喻就是给行星特写，虽然探测细节很丰富，但视野较窄。
如果从高度上来定义，环绕探测属于高位探测，原位探测和巡视探测属于低位探测，而利用飞行器在距离行星表面一定高度内的巡航探测，则可认为是中位探测。
此次美国宇航局研制的机智号直升机在火星上实现首飞，填补了行星中位探测的空白，对火星探测以及对整个行星探测都有着重大意义，意味着补齐了人类行星探测高度的重要一环。
为低位探测充当开路先锋
相较于高位探测和低位探测，行星中位探测有着独特优势。中位探测在连续探测时间、探测范围和探测精度这三个因素间，能够达到更好的平衡。

毅力号火星车与机智号直升机

在火星大气层内，由于飞行器的飞行高度较低，只需搭载重量不大的探测载荷就能实现精度较高的“遥感”。同时，飞行器在空中的移动速度比地面巡视器更快，能在短时间内完成对一片区域的全面探测，并可以重访有重要现象发生的地方。
此外，飞行器探测受地形影响较少，能够到达地面巡视器所无法到达的区域，因此，探测任务可以更灵活。
飞行器还可以充当“侦察兵”角色，对火星地面巡视器前方的地形地貌和可能发生的现象进行先行探测，为科研人员决定地面巡视器下一步该朝哪个方向移动提供关键数据。

飞行器可以充当“侦察兵”角色

从人类航天发展的历程来看，行星探测最先是进行环绕探测，即高位探测，然后通过分析相关遥感数据，据此从行星表面选择合适的着陆区域让航天器进行着陆，然后再开展原位探测和巡视探测，即低位探测。
至于中位探测迟迟未开展，是由于让飞行器在非地球的行星上飞行极其困难。以火星为例，在无人机技术成熟前，在地球大气层内巡航的飞行器都是有人驾驶，因此在相当长的一段时间里，利用飞行器探测火星的想法只好束之高阁。
近年来，随着无人机技术的快速发展，使得在火星大气层内进行巡航探测成为了可能。
需要克服火星稀薄大气
美国机智号火星直升机于2013年开始研制，重量为1.8公斤，耗资8500万美元。

停放在火星表面的机智号直升机

在无人机选型上，美国科研人员选择了直升机而不是固定翼飞机，主要是考虑到火星表面没有机场跑道供固定翼飞机起降。此外，直升机可以实现空中悬停，大大方便了对火星表面的探测。
研制火星直升机并不是一件容易的事情，火星的大气密度只有地球大气密度的1/100，因此，直升机必须拥有更强劲的升力装置才能克服火星稀薄大气的限制。
直升机之所以能够起飞，是借助它的旋翼在一定密度大气中产生的升力。如果空气的密度过低，要么提升直升机旋翼的转速，要么加大旋翼面积，再或者就是减小飞机自身重量，否则直升机将难以飞起来。
要想让直升机在火星表面飞起来，旋翼转速至少要达到2400转/分钟，才可以提供足够的升力让直升机在空中飞行。
例如，美国为让机智号直升机在火星的空气环境中飞行，科研人员为其设计了超轻的紧凑型部件，并安装上了能产生足够升力的转子。据悉，机智号直升机旋翼叶片的转速是传统直升机的5倍。