NASA的独创性火星直升机：关于工程奇迹的六件事

在此插图中，当NASA的恒心漫游车（部分可见于左侧）滑行时，NASA的Ingenuity火星直升机站在红色星球的表面上。

尝试在另一个星球上飞行的第一架直升机是工程学的奇迹。了解有关计划的这些关键事实。

当今年夏天晚些时候，美国国家航空航天局（NASA）的“火星2020”恒心漫游者从佛罗里达州的卡纳维拉尔角空军基地发射升空时，将进行一项创新实验：“聪明才智”火星直升机。独创性可能仅重约4磅（1.8千克），但它有一些野心。

“莱特兄弟展示了使用实验飞机可以在地球大气层中进行动力飞行，” Ingenuity首席研究员，位于南加州的NASA喷气推进实验室的首席飞行员哈瓦德·格里普（HåvardGrip）说。“凭借独创性，我们正努力为火星做同样的事情。”

美国宇航局（NASA）的独创性火星直升机的艺术家构想，在红色星球的天空中飞翔。

关于第一架直升飞机飞往另一个星球的事情，您应该了解以下六点：

1.独创性是一次飞行测试。

独创性就是所谓的技术演示-一个试图在有限范围内首次测试新功能的项目。之前的突破性技术演示包括火星探路者火星探测器Sojourner和2018年由火星飞过的微型火星立方一号（MarCO）CubeSats。

Ingenuity具有四个特制的碳纤维叶片，排列成两个转子，它们以相反的方向以2400 rpm的速度旋转，这比地球上的一架直升机要快许多倍。它还具有创新的太阳能电池，电池和其他组件。独创性没有科学手段，是与“火星2020”恒心漫游者分开进行的实验。

美国宇航局的独创性火星直升机将在明年春天进行有史以来的首次尝试，以动力飞行在另一个星球上。该飞机将于今年夏天晚些时候从卡纳维拉尔角空军基地发射升空，并与该机构的下一个前往火星的任务（火星2020恒星漫游车）一起骑行。坚韧不拔，腹部坚韧的人，将于2021年2月18日登陆火星。

2.独创性将是首架尝试在另一个星球上进行受控飞行的飞机。

是什么使直升机难以在火星上飞行？一方面，火星的稀薄大气层难以实现足够的升力。由于火星大气层的密度比地球密度低99％，因此Ingenuity必须轻巧，转子叶片要更大，并且旋转速度要比Ingenuity直升飞机在地球上所需的旋翼快得多。

Jezero Crater的天气也可能令人发冷，到2021年2月，毅力将在腹部附着精巧。那里的夜晚下降到华氏130度（摄氏90度）。尽管Ingenuity的地球小组已经在火星的温度下对直升机进行了测试，并认为它应该可以在火星上正常工作，但寒冷将推高Ingenuity的许多零件的设计极限。

此外，JPL的飞行控制器将无法使用操纵杆控制直升机。通信延迟是在行星际距离上使用航天器的固有部分。每次飞行后很久，命令就需要提前发送，航天器会返回工程数据。同时，Ingenuity将拥有很多自主权，可以自行决定如何飞向路点并保持温暖。

3.机巧是机器人的一个恰当的称呼，它是极富创造力的结果。

阿拉巴马州诺斯波特的高中生Vaneeza Rupani最初为2020年的火星漫游者提交了Ingenuity的名字，后来被命名为Perseverance，但是鉴于该团队采用了多少创造性的思维，NASA官员认为这是直升机的一个好名字。将任务付诸实践。

鲁帕尼写道：“为克服行星际旅行的挑战而努力工作的人的才智和才华使我们所有人都能体验到太空探索的奇迹。”“独创性使人们能够完成令人惊奇的事情。”

2021年2月，美国国家航空航天局的火星2020恒星漫游者和美国国家航空航天局的独创性火星直升机（以艺术家的概念显示）将成为该机构在火星上的两个最新探险者。二者均被学生命名为作文竞赛的一部分。

4.独创性已经证明了工程学的壮举。

在2014年至2019年的谨慎步骤中，JPL的工程师证明，有可能制造出重量轻，能够在火星稀薄的大气层中产生足够升力，并能够在类似火星的环境中生存的飞机。他们在JPL的特殊空间模拟器中逐步测试了更高级的模型。在2019年1月，以毅力飞往红色星球的实际直升机通过了最终飞行评估。这些里程碑中的任何一个失败都将使实验扎根。

5.独创团队将一次将成功视为一次成功。

鉴于Ingenuity力争做到的第一，在2021年春季直升机可以起飞和着陆之前，车队需要经过一系列漫长的里程碑。每次见面时，团队都会庆祝。里程碑包括：

从卡纳维拉尔角（Cape Canaveral）发射升空，航行至火星，然后降落在红色星球上。

然后Ingenuity将进行首次飞行尝试。如果直升飞机在第一次飞行中成功，Ingenuity小组将在30火星日（地球日31天）的窗口内尝试进行多达四次其他的测试飞行。

当NASA的Ingenuity Mars直升机尝试在“红色星球”上进行首次试飞时，正如这位画家的想法所见，该机构的“火星2020恒心”火星车将在附近。

6.如果Ingenuity成功，未来的火星探索可能会包括雄心勃勃的空中探索。

独创性旨在演示在火星大气层飞行所需的技术。如果成功，这些技术将使其他先进的机器人飞行器成为可能，这些飞行器可能会包含在未来的火星机器人和人类任务中。它们可以提供当前轨道飞行器高空飞行或地面上的漫游者和着陆器无法提供的独特视点，可以为机器人或人类提供高清图像和侦察，并可以访问漫游者难以到达的地形。

JPL的Ingenuity项目经理MiMi Aung表示：“ Ingenuity团队已经完成了在地球上测试直升机的一切工作，我们期待在火星的真实环境中进行实验。”“我们将一直学习，这将是我们团队能够在未来探索其他世界的方式中增加另一个维度的终极回报。”