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[探索] 火星直升机？别急，我国也要有了

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快乐的鱼 发表于 2021-9-11 14:25:09 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
2020年是个火星探测大年，这一年有三个国家发射了火星探测器，除了阿联酋的希望号只有绕火星轨道器之外，我国和美国都有地面巡视器任务。相比之下，美国似乎还有更加抢风头的设备，那就是机智号火星直升机，这也是人类历史上首次尝试利用飞行器在其他天体的表面进行探测。

火星直升机？别急，我国也要有了 第1张图片

看到机智号无人机频频出镜，很多人可能都比较着急：我们什么时候也能有自己的火星直升机啊？别急，我国正在研制火星直升机，并且有望在下一次火星探测任务中大显神威。
有些人看到这里，可能又要杠了：为什么总要学美国呢？我们什么时候才能自己开创道路呢？
不过，这一次杠精们要失败了。诚然，美国的机智号无人机是人类历史上第一台飞翔在其他天体表面的飞行器，但是我国绝不是看到了机智号无人机才想到这种探测方式的。

火星直升机？别急，我国也要有了 第2张图片

实际上，早在很多年前，我国科学家就开始考虑这件事了，甚至在天问一号任务中，来自于空间技术中心钱学森实验室的一个概念还一度被考虑在内，不过最后没有实施。根据这个计划，该项目包含了一个能够悬浮在距离地表1-5公里、飞行寿命约为1周的浮空器，此外还有3个在火星车着陆过程中就投放的地面钻探器。不得不说，这个计划可是相当的宏伟。
和火星车相比，火星直升机拥有着独特的优势。它可以不用担心地形的复杂，前往更远的地方，而且速度也更快一些，这可以在很大程度上弥补火星车行进速度慢、探索范围窄的弊端。比如美国的机遇号火星车，14年时间才走了45公里，而火星的周长则是差不多20000公里……同时，空中还有地面所不具备的视野，更有助于进行对火星的全面探索。

火星直升机？别急，我国也要有了 第3张图片

当然，火星车的这些缺点恰恰是绕火星轨道器的优点，那些围绕火星公转的探测器既可以对整个火星进行探测，又不用担心复杂的地形。但反过来说，轨道器也有很多的缺点，比如观测精度不够，而且随着位置不断变化，也无法长时间对同一地区进行观测。
这么看来，介于二者之间的探测器就可以兼顾各方面的优势，于是火星直升机的概念就应运而生了。
尽管有这么多好处，火星直升机还是直到今年才得以实现，其原因就在于研发难度非常大。在火星上进行飞行器的探测，并不是随便拿一台地球上的无人机就可以飞的，而是要解决很多问题。

火星直升机？别急，我国也要有了 第4张图片


  • 首先，火星虽然也有大气层，但比地球要稀薄得多，所以大气压也非常小。在这种情况下，直升机的旋翼就要提供更强的动力、直升机本身的材料要确保强度的同时尽可能轻一些才能飞起来；
  • 其次，火星表面气候非常恶劣，最低的时候不到-100℃，最高时大约是27℃。所以，火星直升机还要适应各种极端的气温；
  • 仅仅是气温变化剧烈也就罢了，火星表面还有恐怖的沙尘暴，不仅风速惊人，而且范围极广，甚至可以蔓延大半个星球，直升机如何在沙尘暴中幸免也是一个问题；
  • 和火星车一样，由于火星和地球之间的距离即使是光都需要几分钟进行传播，所以直升机的行进也不可能得到地球上技术人员的实时操控，必须要有自主飞行的能力；
  • 另外，火星直升机还需要有自己的动力系统，目前来说就是太阳能，这就要求太阳能电池板的性能足够优良才可以。

火星直升机？别急，我国也要有了 第5张图片

总之，火星直升机的研发的确要面临重重的考验，所以才难以研发。然而，人类想要进行太空探索，就必须要借助这些直升机的能力。
火星直升机之所以重要，不仅在于它能对火星本身进行探测，还意味着它可以开创一条新的天体探索之路。比如NASA凭借着机智号无人机的经验，正在开发下一代飞行器——蜻蜓号，未来对土星的卫星土卫六进行探测。包括金星，拥有着浓厚的大气层，也可以支持飞行器探测。

火星直升机？别急，我国也要有了 第6张图片

正因如此，外国媒体在评价机智号无人机的首飞时，也说这次飞行堪比莱特兄弟发明飞机。同样的原因，我国科学家才会积极研发火星直升机，共同进行这方面的研究。根据中国科学院国家空间科学中心（NSSC）在8月26日公布的消息，我国的首台火星直升机“火星表面巡航无人机”原型机，已经于8月20日通过了最后的验收评审。
诚然，即便它飞翔在火星的天空中，从时间尺度上也似乎比美国慢一些。因为根据计划，它最早也只能在我国下一次火星探测任务中登场，而这次任务预计在2028年或者2030年的窗口期才会执行。也就是说，它最少也要比机智号无人机晚8年或者10年。
这也是可以理解的，毕竟我国的航天事业起步相对晚一些，追赶总需要一个过程。而且，我们追上美国的日子，已经越来越近了。

火星直升机？别急，我国也要有了 第7张图片

这不是信口胡说的。同样以火星探测为例，根据计划，我国下一次执行的火星探测任务，将不仅仅包含了火星车和可能的直升机任务，而且还要执行火星表面采样返回的项目。虽然美国的毅力号火星车此刻正在火星表面采样，但是它无法将样本带回地球，而是需要下一次任务带回来，而这次任务的时间也计划在2030年的火星探测窗口。
目前来说，我国还没有透露具体的火星表面采样任务是如何执行的。虽然并不是百分之百，但如果能够一台探测器就直接带样本回来，那么我们就追赶上美国的步伐了。
总之，从祖国这几年在航天事业的发展速度来看，我对包括火星直升机、火星表面采样返回甚至是木星、小行星的探测任务都充满了信心。而且根据计划，这些任务都非常有希望在10年内展开，可以说我们已经逐渐追赶上欧美国家了，甚至反超也不会太远。

火星直升机？别急，我国也要有了 第8张图片

当然，这也需要更多的人才能够涌入到航天事业中来，也希望祖国这些年的航天突破和我的文章都能够让更多人爱上天文或航天事业，祖国的未来需要你们！


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标签：美国2020年人类历史火星探测巡视器
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