IT之家 11 月 26 日消息,美国国家航空航天局(NASA)的“机智”号火星直升机正在火星的杰泽罗陨石坑探索,与此同时,NASA 的工程师们也在地球上测试碳纤维叶片,用于下一代火星直升机,这些直升机将在未来的火星任务中超越“机智”号的性能,特别是计划在 2030 年代实现的火星样本返回任务。
火星表面大气压力和表面重力分别只有地球表面的不到 1% 和三分之一,正是由于这种极低的表面压力,使得“机智”号的每分钟转速(rpm)在 2400 到 2900 之间才能在火星上飞行。这比地球上高得多,因为直升机通常只需要 500 到 600 rpm 就能飞行。
“机智”号火星直升机采用了四片碳纤维叶片,组成了两个反向旋转的旋翼,意味着它们相互反向旋转,跨度为 1.2 米,如上说述转速在 2400 到 2900 rpm 之间。此外,“机智”号在地球上的重量约为 1.8 公斤,但由于火星的重力只有地球的三分之一,“机智”号在火星表面的重量只有 0.68 公斤。
对于下一代火星直升机,NASA 在帕萨迪纳的喷气推进实验室(JPL)的工程师们正在构造比“机智”号的叶片长 10 厘米的叶片,同时具有不同的设计和更高的强度。
“我们将我们的叶片转速提高到了 3500 rpm,这比‘机智’号的叶片快了 750 rpm,”JPL 的样本回收直升机副测试指挥泰勒·德尔塞斯托(Tyler Del Sesto)在 NASA 的官方声明中说,“这些更高效的叶片现在不仅仅是一个假设,它们已经准备好飞行了。”
据IT之家了解,下一代火星直升机的一个目标可能是在 2030 年代进行的 NASA-ESA 联合的火星样本返回任务。这个任务将包括三个部分:样本收集,样本回收和返回任务。样本回收任务将使用最多的设备,包括两架“机智”级的直升机,它们将用机械臂收集 NASA 的“毅力”号火星车目前正在火星杰泽罗陨石坑表面放置的样本。
这些样本回收直升机的设计将与“机智”号有所不同,它们计划有一组四个轮子,用于在降落在样本几米远的地方后行驶到样本处。回收后,直升机将飞到样本回收着陆器(SRL),然后将样本装载到火星上升飞行器(MAV),该飞行器将样本发射到火星低轨道,然后返回地球进行分析。目前,“毅力”号已经收集了 23 个样本,目标是收集 38 个样本。