火星探測主力為何是漫遊車,而非直升機?直升機升空有多難?

人類對火星情有獨鐘。

作家喜歡火星。

關於火星,流傳著各種各樣的傳說。

科學家們也喜歡火星。

他們對火星進行了多年的研究,使得火星成為了地球之外,人類最了解的星球,甚至超過了月球,甚至有人將火星比作太陽系中的第二地球。

說火星是太陽系第二個地球都有些誇張。

人類之所以研究和探索火星,並不是因為火星和地球太相似,而是因為真的沒有別的辦法。

目前,人類的航天水平還很有限,擺在我們面前勉強可以進行深入探索的星球隻有三個:月球、金星和火星。

早在1969年,人類就登上了月球。

雖然人類踏上了這個星球,但是這個星球對人類的價值實在是有限。

太小了,沒有大氣層,晝夜溫差驚人。

去月球幾乎是不可能的。

火星探測主力為何是漫遊車,而非直升機?直升機升空有多難?

轉頭看向金星,這是一顆和地球長得最像的星球,大小和地球差不多,是地球的鄰居,雖然比月球遠很多,但是如果你努力工作,你仍然可以去那裡。

然而,當人類第一次近距離了解金星的情況時,一切幻想都破滅了。

這是一顆環境極其惡劣的星球,基本上可以稱之為『火之煉獄』。

溫室效應使地球表面溫度達到464攝氏度。

既然月球和金星都沒有改造價值,人類隻好瞄準火星。

雖然這裡同樣無法居住,但還是能看到一些光亮。

畢竟這裡大氣稀薄,兩極還有冰蓋。

如果改造一下,說不定以後真有希望成為人類居住的地方。

也正是因為如此,人類才對火星產生了如此濃厚的興趣,對火星的探索和研究也成為許多國家航天計劃的重要組成部分。

那麼探索火星靠的是什麼呢?它就是漫遊車,在未來很長一段時間內,漫遊車可能是火星探測的主力軍。

火星車確實很酷,但歸根結底,它終究隻是一輛小車,還得靠輪子往前跑。

無論是速度還是視野,都不太好,那為什麼不用直升機呢?事實上,利用直升機探索火星一直是科學家們的夢想。

畢竟直升機肯定比漫遊車有更好的視野,能從更有利的角度觀察火星上的情況。

因此,2021年2月,智慧火星直升機毅力號火星車降落在火星表面。

作為人類航天史上第一架起飛前往星球的無人機,Wisdom並沒有肩負什麼偉大的使命。

它隻有一個主要任務,就是『正常起飛』,前提是能夠完成主要任務,用它的兩個攝像頭拍一些照片,然後傳回地球。

為什麼人類歷史上第一架在外星球起飛的無人機的主要任務隻是『正常起飛』?火星起飛難嗎?確實很難。

一起來看看直升機為什麼能起飛。

直升機起飛的升力來自螺旋槳,那麼螺旋槳是如何通過旋轉產生升力的呢?當直升機起飛時,它的旋翼開始旋轉。

隨著葉片轉速的加快,葉片上方的氣流速度逐漸加快,而葉片下方的氣流速度逐漸減慢。

在這裡,我們要提出一個原理,就是伯努利原理。

簡單的說,這個原理就是在空氣或者水流中,流量小的時候壓力大;流量大時壓力小。

平時我們站在站臺邊上等地鐵的時候,當火車呼嘯而過的時候,有時候我們會感覺到一股力量在推著我們前進,因為高速的地鐵讓我們前面的空氣流動得更快了,所以前面的我們的壓力變小了,後面的氣流速度比較慢,所以壓力高,後面的壓力高,前面的壓力小,所以我們會感覺到有一種力量在推著我們往前走,所以在等地鐵的時候,不要站得太靠前。

直升機的升力是基於伯努利原理。

由於旋轉葉片上方的氣流速度快,壓力小,而下方的氣流速度慢,因此壓力大,所以在轉子的頂部和底部出現壓力。

差,所以產生向上的升力。

在地球上,獲得升力相對簡單,但在火星上就不一樣了。

火星的大氣壓力隻有地球的0.6%,非常稀薄。

因此,為了讓無人機飛起來,機智盡可能地減輕了負載,隻攜帶了兩個攝像頭和一個無線傳輸模塊,總重量隻有1.8kg,而且為了獲得更大的升力,它的螺旋槳速度達到每分鐘2400轉。

即便如此,理論上它最多也隻能維持30秒的跳躍飛行。

可見,在未來很長一段時間內,火星探測的主力軍仍將是火星車。