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无人机网无人机真的能飞越火星吗？“火星版”莱特兄弟：NASA准备尝试一下( 三 )


还有一个挑战 ， 就是简单地弄清楚如何测试这个东西 。 "以前没有人这样做过 ， 所以团队必须发明一种方法来逐步测试火星漫游车 ， 而另一个团队则在同时发明直升机 ， "昂（Aung）表示："我们真的很偏执 ， 我们必须这样做 ， 因为我们面临着很大的时间压力 ， 需要快速取得进展 ， 以赶上火星漫游车的发射 。 所以我们真的不得不提前考虑 。 "
团队打造了两台"匠心号 "原型无人机 ， 一台用于环境测试 ， 另一台用于飞行测试 。 环境测试是一门让航天器的生活变成地狱的艺术 。 “匠心号”的原型机暴露在极度寒冷的温度下 ， 以模拟火星上的条件 ， 它被放置在小型引爆点附近 ， 以确保它能够承受探测器上用来展开降落伞的炸药的爆炸冲击 ， 并且它用最强力和最糟糕的立体系统进行轰击 ， 以查看当暴露在火箭发射的极端振动中时 ， 飞机的所有螺母和螺栓是否能够保持紧密 。
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飞行测试是在一个直径25英尺（约7.62米）的巨大真空室中进行的 ， 真空室中充满了二氧化碳 ， 以复制火星大气的成分和稀薄程度 。 火星上的引力只有地球上的三分之一 ， 由于NASA还没有弄清楚如何控制引力本身 ， 该机构的工程师不得不通过其他方式进行补偿 ， 以创造一个真实的火星场景 。 对于“匠心号”无人机来说 ， 这意味着在飞行器上附加一个重力卸载系绳 。 该系绳看起来有点像钓鱼线 ， 可以动态调整 ， 以拉起直升机 ， 刚好可以模拟直升机飞行时重力降低的影响 。
就物理学而言 ， 在火星上驾驶直升机与在地球上驾驶直升机本质上是一样的:桨叶旋转并以足够快的速度向下拉动空气以产生升力 。 但是细节决定一切 ， 亲自动手的飞行实验帮助“匠心号”团队发现了在另一个星球上驾驶直升机的一些怪癖 。 在一次早期测试中 ， 一位AeroVironment公司的工程师发现 ， 他能够在一个开放的真空室中完美地驾驶“匠心号”原型机 。 但是 ， 一旦舱室被密封 ， 空气被抽出来模拟火星的环境 ， 直升机就开始表现不稳定 ， 变得难以飞行 。 "这时我们才意识到 ， 也许控制并不像我们想象的那样简单 ， "巴拉拉姆说 。
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在地球上 ， 由于桨叶的长度和旋翼周围的湍流空气动力学环境 ， 直升机的桨叶在旋转时有自然扇动的趋势 。 如果不是因为地球厚厚的大气层将振动阻尼到一个可控制的程度 ， 这种拍打的反馈将使直升机几乎不可能控制 。 但正如AeroVironment工程师所发现的 ， 火星的大气层太过于稀薄 ， 不可能产生这种拍打阻尼效应果 ， 而且当襟翼在飞机上产生涟漪时 ， 会对飞机的控制造成严重破坏 。 巴拉拉姆（ Balaram）认为:“这让我们所有的NASA直升机专家都非常兴奋 ， 因为对他们来说 ， 这就像是用全新的眼光看待一切 。 ”为了弥补这一影响 ， “匠心号”团队重建了叶片 ， 使其更加坚硬 。
这很大程度上取决于飞行测试结果的准确性 。 与已经记录了数小时飞行时间的“匠心号”原型机不同 ， 这架飞往火星的直升机只在星球上的空中停留几分钟 。 巴拉拉姆（ Balaram）说:“我们不想在测试过程中磨损系统 。 ”等到NASA在火星表面抛弃“匠心号”的时候 ， 这架无畏的小直升机只飞了不到30分钟 。
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巴拉拉姆（ Balaram）说 ， 美国国家航空航天局（NASA）已经在研制下一代外星直升机 ， 而在飞行试验中由“匠心号”收集的工程数据将直接影响到它们的发展 。 这些未来的直升机看起来可能与以往的“匠心号”有很大不同——例如 ， NASA正在研究的一种设计有六个旋翼——而且它们肯定会更大 。


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