數碼愛好者訊 據紐約時報消息，作為下一次火星任務的一部分，美國宇航局將派遣一架實驗直升機飛越火星稀薄的大氣層。
作為今年夏天離開地球的下一個火星任務的一部分，美國航天局將嘗試做一件以前從未做過的事情:駕駛直升機穿越火星稀薄的大氣層
如果成功，這架名為「匠心」的小型直升機將為未來的機器人探索者提供一種鳥瞰火星和太陽系其他星球的新途徑。
在火星上飛行不是一件微不足道的事情。火星上沒有多少空氣來推動產生升力，火星表面的大氣密度只有地球的1/100，當然，好消息是火星的重力較輕——只有地球的三分之一。但從火星表面起飛相當於在地球上10萬英尺的高度飛行。地面直升機從來沒有飛過這麼高的高度，這個高度是噴氣式飛機通常飛行高度的兩倍多。
這架直升機將搭上毅力號開始這顆紅色星球的旅程，這將是美國航天局派往那裡的第五個機器人漫遊者。該任務定於7月20日發射，是今年三次前往火星的任務之一。
在上周的新聞發布會上，美國宇航局局長吉姆布裡登斯汀強調了"匠心"號。他說：「我告訴你，作為一名美國宇航局局長，最讓我興奮的事情就是準備觀看直升機在另一個世界上飛行。」
去年2月，技術人員在加利福尼亞州帕薩迪納的美國宇航局噴氣推進實驗室的真空室中與火星直升機一起工作
直到1997年，所有發射到火星表面的太空飛行器都是固定著陸器。但在1997年，探路者號包含了一個對NASA來說是革命性的東西:一個輪式機器人，這輛名為索傑納(Sojourner)的漫遊者大約有一個短文件櫃那麼大。2004年，兩輛高爾夫車大小的探測車「勇氣號」和「機遇號」登陸火星，2012年，汽車大小的「好奇號」登陸火星。
對於在另一個星球上的機器人探索者來說，四處移動的能力提供了巨大的優勢。
行星科學家們不再盯著一個地方。一輛漫遊者可以穿過這片土地，停下來近距離觀察有趣的巖石。這種自由是目前獲得對火星早期認識的關鍵。現在的火星又冷又幹，但曾經是潮溼的，至少在某些環境上可能適合生命生存。
火星直升機"匠心"號就像索傑納漫遊者一樣，將是一種新穎技術的示範，可以在以後的任務中更廣泛地使用。「匠心」號的身體大約相當於一個壘球的大小，有四條細長的腿伸出來。兩組葉片，每組大約4英尺長，以相反的方向旋轉。它們以相反的方向旋轉。它只有4磅重，高約1.5英尺。
早在上世紀90年代，直升機的總工程師鮑勃巴拉拉姆就開始與一些同事一起研究這個想法。2014年成為此項目項目經理的昂稱，20年前，這個項目從數學的角度來說是不可能的，但電子器件的小型化、能儲存更多能量的電池以及可製成輕型葉片的材料等一系列技術進步，終於讓火星飛行機器的夢想成為了一種技術上的可能。
從左至左，美國宇航局噴氣推進實驗室的機器人專家Teddy Tzanetos，火星直升機的項目經理咪咪昂，以及首席工程師鮑勃巴拉拉姆去年觀察了一次試飛
將這種可能性變成一架可工作的直升機需要數年的反覆試驗。到2014年底，工程師們已經建造了一個小型原型機。這架小型直升機被放置在一個大部分空氣被吸出的房間裡（模擬火星大氣的密度）。因為他們還沒有編寫讓直升機自己飛行的軟體，團隊中的一名成員試圖用操縱杆來引導它運動，就像業餘愛好者駕駛無人機一樣。隨著葉片旋轉，直升機上升，它立刻就失去了控制。它可以升降，但卻無法控制。
領導空氣動力學和實現可控飛行的工程師哈瓦德·格裡普說：「它做了我們當時必須要做的事情，也就是說，我們可以實際起飛。因此，這樣做是成功的。但也很明顯，在理解這件事的行為方式方面還有很多工作要做。」
巴拉姆博士和格裡普博士說，其中一個問題是葉片在以每分鐘2000到3000轉的速度旋轉時上下跳動。在地球上，推動葉片的空氣壓力使彈跳最小化。但在稀薄的火星大氣中，彈跳產生了不穩定性，使直升機的運動難以控制。
解決方案是使葉片稍微變硬，但這增加了一些重量。
「當你舉起這些刀片中的一個時，你會感到非常震驚，如果你把它握在手裡，你會認為你要舉起一些實質性的東西，它像空氣一樣輕，同時又非常堅硬。」 這項工程涉及到一系列的折衷方案，以適應尺寸、重量和電池功率的限制。
同時，格裡普博士率先開發了計算機算法，該算法能夠足夠快速地控制和調整直升機的飛行，從而自動響應火星上不斷變化的大氣條件。
2016年5月，下一個原型準備就緒，在同一個模擬透明火星大氣的艙室裡，直升機上升，然後平穩地盤旋，輕輕降落。這是第一次，一架直升機原型在模擬火星大氣層的條件下飛行，儘管它仍然與外部電源和計算機相連。
完整的設計已經在2018年1月準備就緒，它攜帶電池和高通Snapdragon處理器，這顆處理器就像在手機裡一樣，擁有通信系統和傳感器。為了模擬火星較弱的引力，一個滑輪向上拉以抵消地球的部分引力。房間裡的空氣密度再次被抽降，但這一次，二氧化碳代替了地球上的空氣（火星空氣的主要成分），直升飛機成功起飛。
半年後，NASA批准將直升機加入到NASA的下一個火星探測器任務「毅力」中。
「匠心」現在依附在「毅力」的肚子上，它正在為從佛羅裡達州卡納維拉爾角發射做最後的準備。
與此同時，昂和她的團隊正在排練，一旦「匠心」登上火星，他們將做什麼。由於冠狀病毒大流行，噴氣推進實驗室大部分關閉，所有工作都是通過電話會議完成的，所有團隊成員都在家工作。
在「毅力」號於2月登陸火星大約兩個月後，對「匠心」的測試將開始。探測器會找到一個合適的平坦點，把直升機扔到地上，然後開車離開至少100碼遠。「直升機再也不會回到月球車那裡」昂說。
在30天的時間裡，這架直升機最多將飛行5次。大部分的時間都是在等待太陽能電池板給電池充電。
首先是上升幾英尺，懸停30秒，然後著陸。隨後的飛行將更長、更高、更遠。在第五次飛行中，如果一切順利，機靈號將上升15英尺，飛出500英尺，然後返回起點。它有兩個攝像頭:一個朝下的黑白攝像頭，用來記錄相機的位置;還有一種彩色的斜視的景觀。飛行時間為一分半鐘。 一旦飛行完成，「匠心」號將留在最後的著陸點，而毅力號將繼續完成剩下的任務。
昂女士說，這項技術可以應用到更大的飛船上，最大可達30磅，而不是4磅。它可能足夠大，可以攜帶幾磅重的照相機和其他儀器。
美國宇航局已經計劃向土星最大的衛星土衛六發射一艘核動力旋翼飛行器「蜻蜓」。但是土衛六的大氣層很厚，所以在那裡飛行不會像在火星上那樣帶來技術上的挑戰。
即使未來的直升機飛向火星，它們也幾乎肯定不會成為太空人在火星上可行的運輸方式。
因為，那裡沒有足夠的大氣。