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澳门九五之尊官网:明年,NASA直升机将翱翔在火星上空

时间:2020-06-28 08:26来源: 作者:admin 点击: 3 次
[摘要]独创号将与火星探测器毅力号(Perseverance)同时前往火星,后者将是NASA派遣到这颗红色星球上的第五辆机器人探测车。这项任务计划于7月20日发射,也是今年前往火星的三项任务之一。图:NASA直升机在火星上试飞的渲染图腾讯科技讯6月24日,据外媒报道,美国宇航局(NASA)的航天器即

[摘要]独创号将与火星探测器毅力号(Perseverance)同时前往火星,澳门九五之尊官网:后者将是NASA调派到这颗红色星球上的第五辆机器人探测车。这项任务方案于7月20日发射,也是本年前往火星的三项任务之一。

图:NASA直升机在火星上试飞的渲染图

腾讯科技讯 6月24日,据外媒报道,美国宇航局(NASA)的航天器即将在另一个星球回升空。作为本年夏天停止的火星探究任务的一局部,NASA将尝试做些以前从未做过的事变:操控直升机穿偏激星淡薄的大气层。若是胜利,这架名为独创号(Ingenuity)的小型直升机将为未来的机器人探测器发明鸟瞰火星和太阳系其他星球的新路子。

NASA喷气推进实验室火星直升机项目司理米米·昂(Mimi Aung)说:“这与莱特兄弟首次驾驶飞机停止飞行的时刻十分类似,只是这次尝试是在另一个星球上停止。”

在火星上飞行面临着诸多挑战,由于那里没有太多的空气能够产生足够升力。在火星外貌,大气层的密度只要地球的1/100,但较小的重力(约为地球1/3)有助于升空。不过,从火星外貌腾飞相当于在地球上30480米的高度飞行。地球上素来没有直升机飞得那么高,这个海拔也是喷气式客机通常飞行高度的两倍多。

独创号将与火星探测器毅力号(Perseverance)同时前往火星,后者将是NASA调派到这颗红色星球上的第五辆机器人探测车。这项任务方案于7月20日发射,也是本年前往火星的三项任务之一。

在上周的新闻发布会上,NASA局长吉姆·布里登斯廷(Jim Bridenstine)在预览毅力任务时,特别夸大了独创号的重要性。他说:“我要告诉你们,作为一名NASA办理职员,最让我兴奋的事变是准备不都雅看直升机在另一个世界上飞行。”

在1997年之前,所有被送到火星外貌的航天器都是静止的着陆器。直到探路者号(Pathfinder)任务包孕了对NASA来说具有革命性的东西:一个轮式机器人,这辆名为客居者号(Sojourner)的探测车大约有文件柜大小。继这一胜利之后,两辆高尔夫球车大小的探测车勇气号和机遇号于2004年抵达火星,然后好奇号在2012年抵达那里。

对于在另一个星球上的机器人探测器来说,四处挪动的才能为它们提供了庞大的上风。行星科学家不再拘泥于盯着一个地方。探测车能够穿越这片风景,停下来近间隔不都雅察有趣的岩石。这种自由是取得目前对早期火星了解的关键,即这颗现在又冷又干的星球曾经是湿润的,至少领有些可能合适生命栖身的状况。

独创号实质上是客居者号的空中版本,它展示了一种新手艺,这种手艺可能会在以后的使射中得到更普遍的应用。独创号的主体局部大约与垒球大小相当,有四条细长的腿伸出。两组叶片(长约10厘米)以相反的标的目的改变。它只要1.8公斤重,高约46厘米。

这款火星直升机的总工程师鲍勃·巴拉拉姆(Bob Balaram)早在20世纪90年代就起头与同事合作钻研这个设法。他说:“这种手艺并没有真正发挥作用,我们的确做了些小测试,但后来它被弃捐了,直到大约六七年前重新启动。”

巴拉拉姆说,时任喷气推进实验室主任的查尔斯·埃拉奇(Charles Elachi)对此产生了趣味,并为进一步钻研提供了资金。他说:“这让我们继续提高。”

“做以前从未做过的事变”是一项工程挑战,这吸引了米米·昂,她于2014年年中参加,担任项目司理。米米·昂说:“大约20年前,这是不成能的。真的,由于数学上的起因。”在参加火星项目之前,她是喷气推进实验室自主体系部门的副司理。

但米米·昂说,有些手艺前进,好比电子产品的微型化、贮存更多能量的电池,以及能够做成轻质叶片的资料,终于让火星飞行器的空想在手艺上成为了可能。而将这种可能性转化为一架正常功能的直升机花了钻研职员数年工夫停止频频试验。

到2014岁尾,工程师们已经建造出小型原型。这架微型直升机被放置在一个房间里,那里的大局部空气被吸出,以复制火星大气的密度。由于还没有编写直升机飞行控制软件,团队中的一名成员试图用把持杆来引导其运动,就像业冷炙喜爱者驾驶无人机一样。然而当桨叶改变时,尽管直升机升起了,但随后立刻失去了控制。

向导空气动力学和实现可控飞行工作的工程师哈瓦德·格里普(Havard Grip)说:“上述尝试做了我们其时必需做的事变,那就是让其现实能够脱离地面。因而,从这方面来说,这是一次胜利的实验。但很明显,要体会这种东西的举动体例,还有良多工作要做。”

巴拉拉姆和格里普体现,此中一个问题是,叶片在以每分钟2000到3000转的速率改变时会高下弹跳。在地球上,空气对叶片的压力会使弹跳最小化。但在火星淡薄的大气中,弹跳形成了不不变,使得直升机的运动很难控制。处理计划原本是让叶片略微坚挺一些,但这会增多重量。

格里普说:“我以为,在早期找到一个适宜的设计是最大的问题之一。”最终,他们找到体会决计划。他说:“当你举起这些叶片中的一个时,若是你把它拿在手里,你会以为你要举起某些本色性的东西,并且它像空气一样轻,同时又极其坚挺,这是相当令人震惊的。”

这项工程波及一系列折衷计划,以顺应直升机尺寸、重量和电池电量的限定。与此同时,格里普带头开发了计算机算法,这些算法将可以足够快地把持和调整直升机的飞行,以自动对火星上不停改革的大气前提做出反馈。

2016年5月,下一架直升机原型准备停当。在模拟透明火星大气层的同一个房间里,直升机回升,然后不变地回旋并实现了软着陆。有史以来第一次,一架直升机原型在模拟火星大气前提下停止了控制飞行,只管它依然连贯着外部电源和计算机。

完备的设计,包孕电池、高通骁龙解决器,与手机、通讯体系和传感器完全集成在一路,于2018年1月准备停当。为了仿照火星较弱的重力,一个滑轮向上拉以抵消局部地球引力。房间里的空气密度再次降落。但这一次,没有留下少量的地球空气,而是注入了少量二氧化碳,这是火星大气的主要成分。

半年后,NASA批准将直升机添加到NASA的下一次火星探测使射中。现在,毅力号的腹部贴附着独创号,它正在为从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射停止最后的准备。

与此同时,米米·昂和她的团队正在停止排练,一旦独创号登上火星,他们将会做些什么。因为喷气推进实验室因受新型冠状病毒疫情影响而根本上关闭,所有的工作都是通过电话会议完成的,所有的团队成员都在家里工作。

当来岁2月份,即毅力号登陆火星大约两个月后,钻研职员将对独创号起头测试。毅力号会找到一个适宜的平坦地方,把直升机开释到地上,然后开到至少100米远的地方。米米·昂说:“直升机再也不会回到探测器中。”

在随后的30天内,直升机将停止最多5次飞行,但其大局部工夫都会坐在那里等待太阳能电池板给电池充电。

首次飞行是回升数十厘米,回旋30秒,然后着陆。随后的飞行将会更长、更高、更远。在第五次飞行中,若是一切正常,独创号将升空约4.6米,飞出150米远,然后回到它起头的地方。它有两个摄像头:一个是向下的黑白摄像头,用于跟踪它所在的位置;另一个是彩色摄像头,用于不都雅察风景。这次飞行将持续一分半钟。

一旦飞行完成,独创号将留在最后的着陆点,毅力号将驱车完成剩冷炙的任务。米米·昂说,这项手艺能够应用到更大的飞行器上,重量最高可达13.6公斤,而不但仅是1.8公斤。如许的直升机可能足够大,能够携带更重的相机和其他仪器。

NASA已经方案向土星最大的卫星Titan(土卫六)发射一架核动力旋翼机——蜻蜓号(Dragonfly)。但土卫六的大气层很厚,因而在那里飞行不会带来与火星雷同的手艺挑战。

即使未来的直升机前往火星,它们简直能够必定永远不会成为那里的宇航员可行的交通工具。米米·昂称:“你不会想到把它扩展到能够像在地球上那样载人飞行的地方,究竟那里没有足够的大气。” (腾讯科技审校/金鹿)

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