人类首个地外直升机-机智号将如何在火星上飞起来
再过几天,不晚于4月8日,伴随意志号登上火星的机敏号直升机,将在火星上进行人类榜首次地外飞翔。让我们来讲讲机敏号将如安在火星上飞起来。在起飞之前,NASA要进行一系列的准备作业。首要,要找一块10x10米巨细的平地,做为机敏号的起降场。
卫星图片上的火星起降场
现在这个场所现已找好了。在NASA的火星勘测轨迹器(MRO)上的HiRISE照相机拍照的图片上,我们看到有一块平地,将成为机敏号飞升的地点。不过,在飞翔实验开端之前,NASA要先完成六个过程,并耗时6个火星日。一个火星日为24小时39分35秒,只略多于1个地球日,所以六个火星日基本上便是六个地球日的时刻。
意志号开麦拉拍照到的起降场照片
榜首步,要把机敏号从现在的确定状况解锁出来。机敏号在随意志号登陆火星时,是附在意志号车身下面的,外面盖着一个防护罩。3月21日,防护罩现已被扔掉,里面的机敏号现已显露出来,这时的机敏号还处于一种折叠状况。
意志号火星车下面的机敏号
第二步,在第二个火星日,一个机械手将把机敏号旋转出来。现在的机敏号,是被机械手固定住的。之后,机敏号要伸展开来四个着地脚中的两个。
机敏号进行翻转
在第三个火星日,一个电动马达将机敏号旋转,进入笔直确定状况。在第四天,剩余两个腿会伸展开,就位。这样一来,整个机敏号的展开作业就完成了。机敏号的展开之所以就要花上四天,是因为每做一个动作,意志号的开麦拉都要拍照下来,传给地球,经过承认无误之后才会进行下一步。从火星到地球的通信延时,在3分钟到22分钟之间,并且图画传输也很花时刻,所以没办法快速完成。
机敏号的结构
到了第五天的时候,机敏号处于悬挂在意志号车身之下的状况,与意志号经过缆绳和电线相连,间隔火星地表约5英寸,合13厘米。
笔直悬挂的机敏号
这时候意志号要抓紧时刻,为机敏号充电。机敏号上携带着六块索尼制造的锂电池,可以存储35到40瓦时的能量。在机敏号的旋翼之上,有一块太阳能电池板,这之后将经过太阳能电池板给锂电池充电。
机敏号与意志号
到了第六天,便是群众期待已久的机敏号的试飞了。到时,意志号将切掉与机敏号相连接的缆线,并驶离至少5米间隔,避免影响机敏号的飞翔,也要防止机敏号的旋翼切割意志号上的设备。这之后,意志号与机敏号将经过Zigbee无线通信模块相互交流,能在1000米间隔内提供200kbps的通信连接。
骁龙801被锤子手机所运用
机敏号运用的主控芯片是骁龙801,高通公司2014年发布的高端手机芯片,曾被小米4和罗永浩的Smartisan T1等一票手机所搭载。时至今日骁龙801在机敏号上再度进入人们的视野,颇有一种出土文物的感觉。不过机敏号的操作系统没有运用安卓,采用的是Linux。
怀特兄弟制造的人类榜首架飞机
做为人类榜首个外星飞翔器,NASA特意将人类榜首架飞机,怀特兄弟的飞翔者号上的一小片资料,贴在了太阳能电池板的下面。1969年,尼尔·阿姆斯特朗登上月球时,也携带了飞翔者号的一片,带上了月球。
机敏号起飞
在火星上飞翔比地球上难得多。火星地表的空气密度只要地球的1%,相当于地球上3万米高空的大气密度。人类直升机最高飞翔记载是法国飞翔员让·布雷于1972年6月21日创下的12442米的高度记载,运用的是SA315B美洲驼直升机。在大约1万2千米高度,空气密度还有地上的20%。可想而知,机敏号想要飞起来,需要付出更多工程上的尽力。
机敏号
为了让机敏号飞起来,NASA工程师想了几个办法。一是让机敏号尽量轻盈。机敏号质量仅有1.8kg,并且火星上的重力仅仅地球的37.5%,不到地球的四成。为了尽量添加升力,螺旋桨的直径到达了1.4米,并且转数高达每分钟2400转。做为对比,地球上的直升机螺旋桨转数通常为每分钟4、500转。
共轴反桨技能暗示动画
机敏号的螺旋桨,还采用了共轴反桨技能,即两个螺旋桨分别朝相反方向旋转。共轴反桨技能能添加升力,抵消扭矩,尤其是进步飞翔器在低速飞翔时的稳定性。
等待起飞的机敏号
这一系列的技能手段,现已在地球环境下得到了验证。机敏号的飞翔能力,最高能到达每秒钟升高3米,水平移动10米,在最长90秒的飞翔时刻中,最远可飞翔90米。总的来说,飞翔性能还是不错的。
机敏号在火星飞翔模拟作用
在榜首次飞翔时,机敏号打算以1米每秒的速度升到3米高度,悬停20秒钟之后就返回地上。在飞翔过程中,将拍照一系列照片。飞翔结束之后,同其他飞翔数据一同传给意志号,再传回地球。
机敏号可能的飞翔道路
机敏号在火星上的飞翔将是全自动的。目前火星间隔地球大约2亿公里,信号单向传输时刻需要11分钟,任何地球上的实时操控都是不可能的。榜首次飞翔成功之后,未来也可能会测验在4.5米高度飞翔50间隔,并降落在新的地点。
飞翔的机敏号
做为榜首个火星直升机,机敏号仅仅一次测验。就好像NASA榜首个火星车探路者号那样,验证了火星车在火星上运作的可行性。按照NASA的期望,机敏号将进行1至5次飞翔。也便是说,机敏号只要能飞起来,任务就算成功了。
意志号与机敏号
根据这次机敏号的飞翔经验,未来NASA会设计更杂乱的火星飞翔器。比如,把旋翼直径添加到3米或者3.5米,载荷提升到15千克。不管怎么说,机敏号的飞翔,将揭开人类外星探究新的一页。
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