NASA在火星车装了无人机,将在火星上飞行,无人机在外太空是怎样飞起来的?

2024-05-20

1. NASA在火星车装了无人机,将在火星上飞行,无人机在外太空是怎样飞起来的?

火星2020号探测器将于明年发射,并将于2021年2月抵达这颗红色星球。如果一切按计划进行,火星直升机将成为第一艘在地球以外的行星上飞行的宇宙飞船。美国宇航局将利用它来观察火星上的条件对航天器的影响,并证明直升机、无人驾驶飞机和其他飞行器可以在火星上飞行。

它还将协助地面探测车进行中的地质勘探。美国宇航局周三宣布,他们已经将一架火星直升机与2020年火星探测器连接起来。火星2020号探测器将于明年发射,并将于2021年2月抵达这颗红色星球。如果一切按计划进行,火星直升机将成为第一艘在地球以外的行星上飞行的宇宙飞船。

美国宇航局将利用它来观察火星上的条件对航天器的影响,并证明直升机、无人驾驶飞机和其他飞行器可以在火星上飞行。它还将协助地面漫游者正在进行的地质勘探,被称为好奇和机遇。火星直升机项目经理米米·昂(Mimi Aung)说:“我们的工作是证明自动驾驶汽车能够在极薄的火星大气中飞行。

如果我们能证明火星上的动力飞行是可行的,我们期待着有一天,火星直升机将在探索这颗红色星球上发挥重要作用。”米米·昂指出,火星稀薄的大气层意味着直升机必须既轻又强。它将使用太阳能电池和内置加热器来保持火星在夜间的凉爽。火星直升机将完全自主,没有手动控制选项。

NASA在火星车装了无人机,将在火星上飞行,无人机在外太空是怎样飞起来的?

2. NASA无人机开始探寻生命,火星为什么是最可能出现生命的星球

  NASA机智号任务曝光,目标是寻找生命,火星真的有生命吗 
   很多科学家都认为,在太阳系的八大行星之中,除了地球之外,火星是最有可能存在生命的地方,因为它跟太阳的距离同样比较适中,环境跟地球比较类似,除了大气过于稀薄之外,那么最近在中美的探测器都纷纷朝火星 探索 的同时,我们是否有找到过生命痕迹呢?
      机智号是NASA在火星的一个无人机,这个小家伙最近离开了毅力号火星车,独立在火星上完成了首飞,由于火星的大气环境跟地球大不相同,每秒螺旋桨的转动次数要比地球高大概10倍,达到两千多下才能够完成飞行,所以试飞成功之后也是让很多人比较激动。而机智号的任务最近也已经曝光,它主要就是为了在火星上去 探索 生命痕迹,或者曾经存在过的痕迹。
   值得一提的是,中国的天问1号早已经到达了火星的轨道,在不久之后也会完成火星登陆,而天问1号的任务跟美国毅力号基本一致,因为人们对火星还是非常不了解的,所以探测器主要就是 探索 一下火星的环境组成部分,同时去寻找生命。
    好家伙,都在寻找火星上的生物,那么火星真的会有生命吗?存在生命的可能性是多大? 
      其实在多年前有火星照片,表示火星疑似有存在过海洋的痕迹,而海洋对地球来说是生命之源,所以人们对火星上有生物所抱有的信心还是很大的。
   当然了,直到目前都没有任何确切的证据表明火星上有生命或者有过生命,于是中美的探测器才纷纷落地火星,希望能搞出个大新闻,为人类星辰大海计划打一针强心剂,至于具体存在生命的可能性,真的是微乎其微,因为火星目前的环境是完全不适合人类居住的,过于稀薄的大气层以及缺水的环境,而且空气中组成部分可以让地球生物望而却步,最后,火星的昼夜温差达到了足足78度,这可不是什么晚穿棉袄午穿纱,火星气温的变化值是零下95度到零下20度,基本上早上你穿个棉袄死不了,晚上直接完蛋了。
    火星殖民改造计划 
      话说,在我们的有生之年,我们有没有可能完成火星殖民的改造计划呢?
   确实有很多的机构与科学家都在想这件事情,而马斯克提出了一个非常激进的改造计划,就是在火星投放1万枚核弹,准确地来说,这并不是他提出来的,而是早就存在的,不过这是他大力支持的一个计划。
   那么这个计划是如何去实现呢?原来大量的核弹在火星爆炸会导致火星急剧升温,然后可能打造跟地球差不多的温度,随后才有居住生命的可能性;这个计划靠谱吗?说实话,我们不能否认这个计划的正面性,但同时不支持,提出计划的人是疯子的可能性要比天才高很多。
    乌托邦式科学改造幻想,植树造林计划 
   此外,有人也希望更加平和地去改变火星环境,比如说植树造林计划就是其中之一,这是一个很浪漫的计划。
   我们来解析一下,火星的空气组成部分有95%是二氧化碳,氧气只有1%左右,大家应该都知道,植物是呼吸二氧化碳,然后排出氧气,动物恰恰相反,那么在这样的情况下,是不是意味着火星可以去种植树木,然后大规模的森林可以产出氧气,最后把火星改造成一个适合地球生物居住的环境呢?
   听上去不错,但得给大家浇盆冷水,因为这个计划是很幼稚的,树木生存的必要条件与充分条件有很多,从来就不仅仅只是要呼吸二氧化碳,树木同时还需要阳光与养分,需要有机土壤,需要合适的温度,需要恰当的湿度与水分,而火星完全不满足这些条件。
      最重要的是其实动植物是相辅相成的,它们是一对双生子,动物不能在没有植物的情况下单独出现,植物也不能在没有动物的情况下独自存活。

3. 火星表面没有大气所以无人机无法在火星上飞翔是吗

不是的,无人机在白天是可以在火星上飞翔的
首先,火星上的温度变化很大,在火星夏季赤道附近,温度可以达到舒适的20摄氏度。但在夜间,温度会降至-73摄氏度。在这种严寒温度下,漫游车上的关键设备会失效。因此,大多数火星漫游车都内置了供暖系统,可以在夜间极端情况下提供热量。这是导致机会号漫游车失联的原因。火星沙尘暴覆盖了漫游车的太阳能电池板,电池无法充电。在接下来的白天和晚上,供暖系统无法启动。极端严寒对漫游车内部组件构成了不可逆的损害。
从好奇号开始,NASA在未来的漫游车中使用核电,避免这个问题。但核电池对于在火星上飞行的无人机来说太重了,因此只能使用太阳能为无人机供电。
大气密度和风速的变化,也会给无人机造成灾难。NASA小组使用以前任务的数据得出结论。当地时间上午11点是精灵无人机工作的最佳时间。此时,风速相对平稳,太阳能电池板有机会充电。火星开始变暖,使用很少的功率,就能保持内部温度。精灵一次最多飞行90秒,每次飞行能探测三个足球场的面积。它只会在毅力号半径一公里之内飞行。
精灵主要负责探测前方道路,充当毅力号的向导。探测毅力号无法到达的地方,收集有价值的数据。它收集的数据首先发送到毅力号,然后毅力号将数据传回地球。火星的大气层比地球稀薄100倍。为了产生足够的升力,螺旋桨必须旋转得更快。但是NASA团队必须避免超越音速,如果超过音速,空气动力学就会变得非常复杂。一根精灵叶片(螺旋桨)末端的最大速度限制为0.7马赫或声音速度的70%。
是揭晓答案的时候了,在夜间无人机的电池会用更多功率给设备保暖。并且夜间太阳能电池板无法给电池充电,如果飞行途中电池耗尽,精灵从火星的天空坠落,那就得不偿失了。

火星表面没有大气所以无人机无法在火星上飞翔是吗

4. 人类探索宇宙的新时刻 火星首架无人机将于19日试飞

美国国家航空航天局(NASA)宣布,火星上第一架无人直升机——“机智”号 (Ingenuity)直升机的首飞将于4月19日举行。外媒认为,“机智”号直升机的首飞意义不亚于莱特兄弟首次在地球上试飞人造飞行器,将为人类 探索 宇宙的方式带来新“利器”。 
     
  据此前报道,“机智”号直升机的首飞已经被多次推迟。 
  
  早在去年七月份,火星探测器“毅力号”就已经进入预定轨道,跟随毅力号一同去往火星的,还有毅力号随身携带的机智号无人机。在被送上轨道7个月后,毅力号于北京时间2月19日凌晨,在火星着陆。在火星着陆两个月后,机智号终于在4月19日迎来首飞。 
     
  在火星上以受控方式飞行比在地球上困难得多。火星直径约为地球的53%,质量为地球的14%,重力约为地球的三分之一。由于火星质量太小,不足以束缚住大气层中的分子,导致火星空气相当稀薄,密度只有地球的1%。无人机在稀薄的大气中不易上升,为了获得足够的空气,机智号的叶片必须以反向每分钟2400圈的高速旋转,预计第一次飞行将以每秒1米的速度攀升到3米的高度,并在空中停留。此外,火星表面气温低下,夜间温度可降低至-90 。为保护机上零件免于冻结和破裂,机智号必须轻巧(1.8kg),也要有足够的能量为内部加热器供电。 
     
  NASA称,这种“前所未有”的无人直升机操作非常危险,但表示它可以获得关于火星条件的宝贵数据。如果本次独自飞行顺利,机智号将逐次提飞行的难度,拉大距离和高度,进行多次飞行。NASA表示,若是成功能改变将来 探索 太空方式,并开创 探索 其他行星的新方法。

5. NASA火星直升机准备飞行 地球上的无人机将能从中受益

据外媒SlashGear报道,美国宇航局(NASA)2020年的火星任务不仅仅取决于在红色星球上着陆成功:火星直升机( Mars Helicopter)还计划在火星上起飞。该航天局一直在讨论将突破性的直升机送入太空的计划,虽然无人驾驶的直升机可能无法容纳人类乘客,但其背后的技术很可能会影响到地球上的运输。
     
 将直升机送往火星的想法最初是在2015年提出的,NASA设想该飞机支持地面漫游车,并带有新的数据层。然而,直到2018年,2020年火星任务的增加才获得“绿灯”。
  
 虽然被称为直升机,但这种技术实际上与高 科技 无人机有着共同之处。传统的直升机有一个水平旋转的主转子,以及一个垂直旋转的小型尾桨,以抵消扭矩,否则会导致整个物体旋转。相比之下,火星直升机将使用同轴设计,两个相似尺寸的反向旋转转子,其中一个堆叠在另一个上面。
  
 这些转子每个大约四英尺长,并以每分钟2400转的速度旋转。这大约是地球直升机速度的十倍,反映了飞船在火星稀薄的大气层中飞行所需的额外升力。实际上, 由于火星大气的密度不到地球大气的百分之一,当火星直升机飞到火星表面上时,将相当于地球上的10万英尺。这意味着火星直升机将在此前地面直升机从未达到的高度飞行。
  
 此外NASA将需要为火星直升机提供自己的“大脑”。革命性垂直升力技术(RVLT)项目正在开发一种自动驾驶系统,使其能够避开障碍物,处理大气条件下的意外变化,或者确实处理其自身的技术问题。如果需要,该飞机设计安全地着陆。
  
 事实上,这些可能与“飞行 汽车 ”面临的挑战是类似的,这是美国宇航局不同团队正在开展的另一个项目。城市空中机动(UAM)项目正在寻求开发可以在城市周围运送人员和货物的自动飞行器,并且需要具备类似的装备,以便在没有人为干预的情况下做出瞬间的操作和安全决策。
     
 虽然这两个团队目前是分开的,但NASA表示他们的工作与每个项目的长期影响之间存在明显的相似之处。
  
 “展望未来,如果火星直升机按计划运作,JPL科学家认为未来对红色星球的任务可以携带和部署更多的直升机,以扩大它们抵达的着陆器的科学范围,”该航天局表示。“如果发生这种情况,并且火星的天空开始变得有点忙于自主直升机飞行,与无人机相关的交通管理系统的一部分由NASA Aeronautics今天完成的工作的后代也可以在红色星球上找到一个家。 ”
  
 但最初,火星直升机将成为红色星球上方天空的唯一占领者。这款直升机机身大致相当于一个垒球的大小,整体重量使得体重不到4磅,这与飞行器NASA和其他人想到的改变城市交通和运送回地球的想法相去甚远。它的飞行时间也将反映出这一点:NASA预计最多只能进行五次飞行,持续时间最长可达90秒,而火星直升机依靠太阳能电池板为其电池充电。
  
 虽然这可能听起来很保守,但考虑到目前在太空 探索 方面的记录,这实际上是一个巨大的进步。NASARVLT项目经理Susan Gorton表示:“火星直升机的首次飞行将代表莱特兄弟在Kitty Hawk的成就以及新时代的开端。对于我们这些研究围绕与飞行有关的所有事情的人来说,这将是一个非凡的 历史 性时刻。”

NASA火星直升机准备飞行 地球上的无人机将能从中受益