毅力號火星漫遊車計劃於2021年2月18日火星當地時間下午3:45左右,在耶澤洛三角洲地帶降落。它不僅肩負著探索火星生命的重任,此次遠徵它還帶著一架小型無人機「精靈號」。
為什麼無人機不能在夜間飛行?要想解答這個問題,我們先要系統地了解一下火星環境。 就像在地球上一樣,火星上的太陽位置也在時刻變化著。溫度,能見度,風速,甚至大氣密度,都在根據太陽的位置變化著。
首先,火星上的溫度變化很大,在火星夏季赤道附近,溫度可以達到舒適的20攝氏度。但在夜間,溫度會降至-73攝氏度。在這種嚴寒溫度下,漫遊車上的關鍵設備會失效。因此,大多數火星漫遊車都內置了供暖系統,可以在夜間極端情況下提供熱量。
這是導致機會號漫遊車失聯的原因。火星沙塵暴覆蓋了漫遊車的太陽能電池板,電池無法充電。在接下來的白天和晚上,供暖系統無法啟動。極端嚴寒對漫遊車內部組件構成了不可逆的損害。
從好奇號開始,NASA在未來的漫遊車中使用核電,避免這個問題。但核電池對於在火星上飛行的無人機來說太重了,因此只能使用太陽能為無人機供電。
大氣密度和風速的變化,也會給無人機造成災難。NASA小組使用以前任務的數據得出結論。當地時間上午11點是精靈無人機工作的最佳時間。此時,風速相對平穩,太陽能電池板有機會充電。火星開始變暖,使用很少的功率,就能保持內部溫度。精靈一次最多飛行90秒,每次飛行能探測三個足球場地面積。它只會在毅力號半徑一公裡之內飛行。
精靈主要負責探測前方道路,充當毅力號的嚮導。探測毅力號無法到達的地方,收集有價值的數據。它收集的數據首先發送到毅力號,然後毅力號將數據傳回地球。火星的大氣層比地球稀薄100倍。為了產生足夠的升力,螺旋槳必須旋轉得更快。但是NASA團隊必須避免超越音速,如果超過音速,空氣動力學就會變得非常複雜。一根精靈葉片(螺旋槳)末端的最大速度限制為0.7馬赫或聲音速度的70%。
是揭曉答案的時候了,在夜間無人機的電池會用更多功率給設備保暖。並且夜間太陽能電池板無法給電池充電,如果飛行途中電池耗盡,精靈從火星的天空墜落,那就得不償失了。
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