火星大气稀薄，为什么直升机能产生足够的上升力？
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发布时间：2022-04-21 19:00
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时间：2023-10-18 06:50
火星上，直升机是可以直接起飞的，但目前只有无人直升机在进行飞行试验。2021年4月19日，“机智”号无人直升机在火星上进行了首次飞行。
直升机的飞行原理，是依靠水平旋转的动力旋翼提供向上升力和飞行推进力，从而实现飞行，升力大小取决于气流速度和其桨叶水平投影面积的总和。从理论上来说，只要有大气的地方，直升机就能够进行飞行。
火星上有稀薄的大气层，由95%的二氧化碳、3%的氮气、1.6%的氩气、些微的氧气、水汽和甲烷等气体组成。但火星大气层，相对于地球大气层而言，实在是非常稀薄，它的大气压力只有不到地球的百分之一，很难为直升机提供足够的升力，好在火星的引力大约只有地球的三分之一。
火星无人直升机的研制工作始于2015年，在地面上模拟了火星上的自然环境，经过艰难的测试之后，才得以研制出“机智”号无人直升机。
为了尽可能地减少重量，“机智”号看上去就像是一架儿童玩具直升机，总重量只有1.8千克，还包括重达273克的电池，它含有4个特殊碳纤维制成的旋翼叶片，长度达1.2米，这4个旋翼叶片可以说是薄如蝉翼，但又必须保持足够的强度。
“机智”号除了是一架火星无人机之外，还是一台航天器，所以它还装备有电脑、导航传感器以及两台照相机，以及陀螺仪、视觉里程计、倾斜传感器、高度计和危险探测器等仪器。别看就这么一架小小的无人直升机，它的建造和运营成本可是高达8500万美元。
在火星上飞行，导航是个很大的问题，由于火星南北两极的磁场很不一致，因此没办法使用指南针进行导航，科研人员只能通过相机来跟踪速度，进行视觉导航。
“机智”号不能直接接受地球科研人员的指令，只能通过“毅力”号火星车进行中继，由于通信系统的最大作用距离只有1000米，因此理论上“机智”号不能离开火星车太远，否则就有可能形成失联。
由于火星夜晚的气温极低，需要对仪器进行保暖，“机智”号携带的电池功率只有35～40瓦特/小时，还必须保持三分之二的电量用于仪器保温，因此“机智”号每次能够用来飞行的电量就比较少了。
2021年4月19日，“机智”号成功进行了首次飞行，这次飞行只进行了悬停试验，没有进行水平飞行，“机智”号成功地悬停在离火星地面3米的高度，持续时间接近40秒；在第二次飞行中，“机智”号才完成了2米远的水平飞行；“机智”号最远的飞行距离，是第12次飞行中创造的169.5米。
随着人类科技的进步，未来在火星上，有人驾驶的直升机将极有可能会出现。
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时间：2023-10-18 06:50
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