【科學科普】大氣壓只有地球的0.6%,火星無人機是怎麼飛起來的?

薛定諤的貓 2021/04/20 檢舉 我要評論
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城團隊

 

火星上的無人機

在5500萬公里之外的火星上,美國的毅力號火星車已經放下了它懷裡1.8kg重的小直升機,這架凝聚了NASA科學家心血, 價值8500萬美元的「史上最貴無人機」此刻正在火星上充電,不出意外的話,它將會成為人類首個在地外星球起飛的無人機,NASA甚至認為它的意義「不亞于萊特兄弟第一次起飛」

但這架每克價格達到黃金766倍的小直升機,並不像毅力號一樣肩負什麼科學任務,NASA對它的要求僅僅是「正常起飛」這麼簡單, 只有兩個攝像頭和一個無線傳輸模組的它,未來將按照最初設定的程式以及感測器資料,在火星上不斷起飛降落並拍攝照片和視訊,然後再以極低的傳送速率把圖像傳回地球。

火星起飛有多難?

在民用無人機玩具和軍用無人機都極為成熟的今天,在火星上起飛無人機看起來似乎並沒有什麼難度,但不要忘了火星大氣極其稀薄,壓強更是只有地球的0.6%,所以火星地表的空氣密度相當於地球34公里(34000米)的高空, 迄今為止只有前蘇聯的米格25沖上過這個高度,美國的SR71黑鳥偵察機升限也才26600米。

為了在大氣稀薄的火星上起飛直升機,機智號無人機的螺旋槳轉速需要達到每分鐘2400轉,只有這樣才能勉強產生升力, 讓機智號進行一次最長30秒的「跳躍式飛行」。

根據NASA的設想,未來的火星探測依舊將會是漫遊車主導,火星直升機的最大用途還是在3米左右高度盡可能拍攝火星大面積區域,為將來更大型的火星直升機積累經驗。

火星探測家族

從最開始的環繞器,到現在的火星車和火星無人機,再到未來可能出現的火星機器狗甚至是機器人,越來越多功能越來越強大的火星探測器們,正在用自身攜帶的各種設備研究火星,而這一切都是為了它們的主人: 人類未來能抵達火星

但此刻地球上最想去火星的並不是各國航天局,而是有著「矽谷鋼鐵俠」之稱的馬斯克, 對他來說火星更像是一個充滿無限可能的「第二故鄉」,而不是充滿科研價值的神秘星球。

所以當以馬斯克為代表的私人航太企業抵達火星後,勢必要對火星進行大刀闊斧的改造和建設,這與科學界「研究火星」的初衷顯然不符,所以未來火星的商業開發者和科研開發者之間,肯定會產生類似今天地球上環保主義者和能源企業的矛盾。

如何改造火星?

從先天條件上來看,5500萬公里外的火星遠遠算不上什麼「第二地球」,人類之所以紮堆兒去火星,更多是因為月球太小且金星環境更惡劣,沒有辦法才去的。

所以將來移民火星的準備工作便是改造火星,至少先把火星兩極區域的液態水給釋放出來,而科學界給出的辦法有兩個:

第一是在火星軌道上部署超大規模反射鏡, 用人工反射太陽光的辦法定點照射火星兩極冰蓋,最終讓火星地表再次出現海洋,但這個方案見效太慢且工程難度太大,畢竟人類在火星並沒有工業基地,所需物資都得從5500萬公里外的地球上運過去,而且火星冰蓋依舊存在了數十億年,用太陽光不知道得化到什麼時候。

第二個辦法則非常簡單粗暴,那就是從地球上發射大量氫彈覆蓋火星兩極區域,用核聚變瞬間的超高溫暴力摧毀並融化火星兩極地區存在了數十億年的冰蓋,用最快的速度讓液態水再次覆蓋火星地表。

當然,這一方案是絕對不可能被實施的,除非未來人類能製造出不具備放射性的氫彈。

循序而漸進

現階段最靠譜的火星開發方案,還是和在地球南北極一樣,建立全封閉式的生活艙,隨著後續物資和人員的一步步到位再擴建成生活基地,甚至是火星小鎮和火星城市。

期望在人類到達火星之前,就把火星改造完畢直接「拎包入住」是不現實的。

 

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