美国宇航局准备飞行聪明的火星无人机,使未来的空中任务能够实现

经过 伊恩阿特金森

作为美国宇航局’s newest Mars rover, 毅力,继续自己的结账和测试,工作开始了使命的新阶段– the 聪明才智 直升机。这款第一件硬件首次将在地球以外的世界上展示(非火箭)动力飞行。来自这些航班的数据–预计将在30-60天开始–将有助于制定未来的法官与火星及以后的方案。

聪明才智 是一种实验性补充这 Mars 2020 mission. 无论其测试活动的结果,它不会对主要任务产生重大影响。

团队计划为直升机提供30天的飞行窗口。他们目前的目标是最少的一个航班,但这具有延长的可能性。第一次飞行将在着陆前采用相对简单的20-30秒的低水平悬停试验。之后,航班将持续更长时间并进一步行驶。

聪明才智 具有一对同轴,1.2米长,碳纤维转子。“Coaxial”意味着转子彼此堆叠并沿相反方向旋转,从而大大增加了区域的最小增加。

转子将以每分钟2,400转的速率(RPM)旋转–远高于大约500 rpm的许多基于地球直升机。转子需要快速旋转以考虑极薄的火星氛围。

在美国国家航空航天局组装后的聪明才智’S喷射推进实验室(JPL)。转子和腿上的碳纤维图案可见。信贷:美国宇航局。

直升机由转子上方的单个太阳能阵列提供动力,该锂离子电池充电。这些电池将启用 聪明才智 一次飞到高达90秒。单身90秒飞行–最大飞行时间 聪明才智 –将消耗大约8.75瓦特–比Iphone 12电池更少的能量。

四个碳纤维腿伸出主体的角落将在着陆时吸收任何额外的速度和冲击。

其小尺寸和大量复合材料的组合使得 聪明才智 尤其是轻盈,大规模1.8公斤。在地球上,这相当于17.7牛顿(4.0磅),但在 火星 ‘ lower gravity, 聪明才智 只有6.7牛顿(1.5磅)。

一旦部署了 毅力, 聪明才智 将通过流动站与地球沟通。每个都有一个小天线,互相交谈,流动站使用其更强大的通信套件将数据中继回地球。

整个巡航到火星, 聪明才智 直接通过和接收电源 毅力.

2020年8月13日, 美国宇航局 宣布直升机首次在空间中电动并充电。 发布后大约两周。 电池仅收取35%,因为每个锂离子电池的每次充电和放电都略微降低了它们的寿命。将它们保持在低至中等电荷水平最小化这种影响。

然后工程师在巡航期间大约每两周重复这次测试到火星。

毅力 – with 聪明才智 附在腹部–在2021年2月18日在火星上触动。

直升机目前仍然连接到 毅力后者,后者在火星曲面完成其结账和初始操作。

3月2日,流浪者成功部署并测试了其机器人手臂。该臂包含多个乐器和相机,最值得注意的是流浪者’钻头。它还具有PIXL和Sherloc仪器–分别含有X射线和紫外光谱仪。这些将使表面材料更详细地分析。

梅斯尼亚表面的看法–特色新鲜轮胎轨道–如3月4日在少女开车后看到的坚持不懈。信用:美国宇航局。

两天后,3月4日, 毅力 完成了跨火星的第一个驱动器。 6.5米(21.3英尺)Trek在美国国家航空航天局提供了流动者运营商和使命策划者’s 喷射推进实验室(JPL) 他们第一次测试并校准流动站的机会’S电机。短暂的驱动器由四米向前移动,150度左转,并反向最终2.5米驱动器。该团队报告说流动站’表现出色。

他们现在开始寻找一个平坦的土地面积–适当地昵称“helipad” – at which 聪明才智 将部署。一次 毅力 找到并移动到这样的位置,团队将命令流动站部署 聪明才智。这将在着陆后大约30天进行。

部署过程包括几个步骤,以将直升机输送到火星曲面。

首先,封面保护 聪明才智 将被嘲笑,和 毅力 将赶走。然后,将切割与直升机的第一个连接,并且将部署两个着陆腿–将其旋转远离流动站的腹部。然后它将旋转到流动站下的完全直立位置,其中将部署最终两条腿。

毅力 然后会下降 聪明才智 在表面上,然后驱逐到安全距离。

聪明才智‘S独奏测试活动将从一系列内部结账开始,显着测试它是否可以保持稳定的温度并使用其小型太阳能电池板充电。

如果所有这些步骤都要成功完成,则转子将旋转到高速,虽然不足以使车辆从表面上抬起。这将确保电机名义上工作并清除飞行的车辆。

如前所述,初始航班将持续20-30秒,并包括 聪明才智 在表面上方的小海拔地区徘徊。如果这种飞行是成功的,后来将看到直升机执行更复杂的操作。

当前的测试窗口将持续30天,但可能会延长 聪明才智 is performing well.

聪明才智 标志着其他世界飞行的开始。无论结果,它将提供一款数据,以帮助未来的偏离直升机的设计者。

第一个这样的使命将是蜻蜓, 一个大型八转的无人机,将探索土星的一部分 ’最大的月亮,泰坦。蜻蜓的大小相似 毅力,实际上使用相同的多项任务放射性同位素热电发电机(MMRTG)的电力。

MMRTG将充电蜻蜓’泰坦夜间的电池在泰坦之夜,在白天可以实现30分钟的长途航班和数据下行。

Dragonfly将具有一系列实验来研究泰坦’S气氛,表面组成和地震学。这将是泰坦的第二任务 惠格 2005年。

蜻蜓设定为2027年推出,并在2036年的泰坦登陆。

(引领持续坚持和聪明才智–通过Mack Crawford for NSF / L2)

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