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|1%大气密度也能飞？NASA把无人机送上火星，最具野心探测计划启动


机器之心报道
编辑：张倩、泽南
「火星无人机」：NASA这次发射的 ， 是最具野心的探测计划 。
最近几天 ， 以火星为目标的探测器纷纷启程 。
7 月 30 日 ， 在美国宇航局 NASA 成功发射的 MARS 2020 任务中 ， 「宇宙神 5」型运载火箭将最新一代火星探测器毅力号 （Perseverance）送上轨道 。
毅力号是有史以来最大、最为复杂的火星探测系统 ， 这台次世代火星车造价高达 27 亿美元 ， 总重 1025 千克 。 它是自阿联酋希望号、中国天问一号之后 ， 人类在这个「火星季」发射的第三个探测器 。
如果一切顺利的话 ， 在 7 个月后 ， 它将开始采集火星岩石标本 ， 并将其封装后埋在特定位置 ， 等待 NASA 取回地球 。 毅力号还要寻找古代外星生命的迹象 ， 并首次使用麦克风捕获火星的声音 。
除此以外 ， 毅力号最让人感兴趣的实验还有：在红色星球上放飞人类第一架外星无人机——Ingenuity 。
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按照计划 ， 在经过 5 亿公里的路程之后 ， 毅力号将于 2021 年 2 月 18 日在火星赤道以北的耶泽洛陨石坑（Jezero crater）上着陆 ， 进入火星大气层后 ， 它将张开一个降落伞 ， 随后在两米高度使用火箭悬停 ， 把火星车「吊装」到地面上 。 与好奇号不同 ， 毅力号有一个自动驾驶系统 ， 可以避开巨大的岩石并把自己引导到安全的位置 。
在火星上 ， 毅力号将至少花费一个火星年（约 687 个地球日）的时间对附近的区域进行探索 。
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毅力号预定降落的区域 。 超过 38 亿年前 ， 一条河从这个位置注入 45 公里宽的陨石坑 ， 选择这里当然是为了寻找火星古代存在生命的证据 。
Ingenuity：火星车派出的侦察兵
使用空间探测器进行火星探测的历史几乎贯穿整个人类航天史 ， 但这些工具都有一些局限性 。 围绕火星飞行的轨道飞行器能拍到大范围的火星图像 ， 但分辨率不够高；发射到火星表面的火星车拍到的图像分辨率很高 ， 但移动距离有限 ， 而且很多地方不适合火星车进入 。
之前 ， 已经有一些人类制造的「火星车」登陆过火星 ， 但是为了适应火星表面平均 - 63 摄氏度 ， 接近外太空的残酷环境 ， 工程师们会让它们行驶得非常缓慢 。 人们最为熟知的好奇号迄今为止已运行了八年 ， 才累积行驶了 22 公里 ， 平均一下还没有蜗牛爬得快 。
于是 ， NASA 的研究人员就想了一个办法来扩展火星车的视野——无人机 。
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这架无人机重量仅为 1.8 公斤 ， 装在探测器的腹部 ， 将在火星的恶劣环境中尝试起飞 。 这将是人造飞行器在地球以外的星球的首次飞行 ， 或将开辟一条新的太阳系探索之路 。
「此次飞行测试的成功将为人类的太空探索添加一个新的维度 ， 」Ingenuity 项目负责人、喷气推进实验室负责人 MiMi Aung 表示 。
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NASA 黑科技：只有 1% 的大气也能飞
给火星车配一个无人机 ， 其实这个点子不难想到 ， 真正的难点在于：怎么让它飞起来？
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火星表面的重力大约只有地球的 1/3 强（38%） ， 看起来似乎很容易起飞 ， 但有一点非常致命：火星大气的密度只有地球的 1% 。 由于几乎没有空气流动 ， 在火星上获得起飞所需的升力是非常困难的 ， 因此 ， 根据地球空气动力学设计的飞行器在火星上都飞不起来 。


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