火星直升机怎么飞行

NASA机智号火星直升机已经成功在火星表面起飞，在距离地面3米左右的高度徘徊了30秒，然后重新回到地面，这是人类首次在另一颗星球上进行动力飞行，也是人类太空探索的一个里程碑。

虽然很多人类航天器都到达过另一颗星球的空中，但是绝大多数都是从太空降落到地表，或者在星球的卫星轨道上进行轨道飞行，这和直升机在星球环境中维持飞行是两个不同的概念。

机智号火星直升机花费了6年时间建造，看似简单的飞行任务，其实非常复杂！

火星飞行为什么难以实现？

在另一个星球进行直升机飞行，最大的挑战就是让直升机可以在一个与地球截然不同的环境中飞行，直升机的旋翼需要适应大气环境，产生足够的上升力，而不同星球也存在不同的引力作用。

火星虽然有大气层，但火星大气只有地球大气密度的1%，在火星上飞行的直升机，相当于地球直升机在30千米的高度上飞行，而目前地球商用飞机的飞行高度都保持在12千米高度以内，直升机飞行的最大高度，也只有13千米左右。

火星大气对于直升机非常不友好，但是接下来我们需要考虑火星的重力问题。

火星虽然是地球的邻居，但和地球有着截然不同的特性，火星的重力只有地球的37%，这意味着直升机只需要产生少量上升力，就可以克服火星重力的影响。

如果火星大气层和地球大气层一模一样，那么直升机的起飞会变得异常简单，可惜的是，虽然火星直升机需要的上升力降低，但是火星稀薄的大气层，让每一份上升力的产生都异常困难。总体来说，尽管火星的重力对直升机有利，但火星缺乏大气密度的问题要更加严重。

为了确保机智号火星直升机可以在火星正常执行任务，研究团队在地球上建造了一个封闭密室，将空气从密室中抽出来，模拟火星的大气环境，从而测试直升机在火星大气条件下能够产生多少上升力。

按照实验环境，如果直升机可以在模拟火星大气的密室中飞行，那么直升机就肯定可以在火星上飞行，因此地球重力要远远大于火星重力，直升机大约需要产生3倍以上的上升力，才能克服地球重力完成飞行。

这个过程异常困难，因为直升机最大的动力来源就是旋翼，想要在火星环境中飞行，旋翼的转速要远远大于普通直升机的转速，这就意味着需要更多的能源，而在太空行动中，最缺少的就是能源。如果未来火星直升机需要携带摄像机或其他科学仪器，那么整体的能耗又会提升，为了解决矛盾，火星直升机必须非常轻巧，而直升机旋翼的功率则需要大幅度提升。

火星直升机研发6年，得到了哪些“升级”？

在火星产生足够的上升力，最直接的方式就是加快直升机的旋翼。

机智号安装了2个旋翼，都由碳纤维制成，轻巧而耐用。在地球上的无人直升机，大约只需要每分钟500转就可以产生足够的上升力，而机智号的旋翼可以到达每分钟2400转以上，甚至超过了载人商业直升机的旋翼转速，然而单纯增加旋翼的转速，并不能彻底解决火星直升机的问题，还需要减轻荷载。

整个机智号火星直升机的重量，大约只有2千克，机智号的设计也非常奇特，其身体只有纸巾盒大小，而旋翼却足足有1.2米长。更大的旋翼、更快的旋翼转速、更轻巧的身体，让机智号可以在火星环境中产生足够的上升力，从空中观看火星。

机智号目前已经完成了3米高度的飞行测试，未来几周时间里，机智号还将继续进行3-4次飞行，其中包含5米高度的飞行测试以及300米长距离飞行测试，机智号将从这些测试中采集必要的数据，为后续的火星直升机提供经验。

目前火星直升机的数据需要先传递给毅力号，再由毅力号传递给卫星，最终才能到达地球，整个过程大约需要数个小时，即使使用最直接的数据传递，也会有20分钟左右的延迟，因此目前人类无法实时操控火星直升机，在飞行过程中，火星直升机拥有非常大的“自主权”。

预计2035年人类会首次登陆火星，研究团队希望火星直升机可以充当“侦查兵”，在火星操控无人直升机，就可以做到实时操控，就像地球无人机一样，帮助宇航员提前观察远处的地面情况，避开障碍物或危险地形，甚至可以寻找水源以及其他生命。

目前地球无人机甚至可以帮忙运送快速，火星研究团队也希望未来的火星直升机可以帮助宇航员运送物品，如果宇航员在基地外丢失了工具，或者需要补给，火星无人直升机或许可以运送食物或工具箱，让火星探测工作可以更加便利！