火星上直升机真的能起飞吗？机智号如何完成这历史性飞行？

火星上直升机真的能直接起飞吗？

火星上，直升机是可以直接起飞的，不过目前只有无人直升机在进行飞行试验。2021年4月19日，NASA的“机智号”无人直升机在火星上完成了首次飞行。直升机的飞行原理主要是靠水平旋转的动力旋翼来提供向上的升力和飞行的推进力，实现飞行。升力的大小取决于气流速度和桨叶水平投影面积的总和。从理论上讲，只要有大气存在，直升机就能产生升力实现飞行。火星虽然大气稀薄，但依然有足够的气体支持“机智号”这样的轻型直升机起飞。这在技术和环境上都非常复杂，因为火星大气密度只有地球的约1%，这意味着直升机必须设计得特别轻巧且旋翼必须转得非常快，才能产生足够的升力。

NASA“机智号”火星直升机是如何成功起飞的？有哪些重大技术突破？

飞行器设计与挑战
“机智号”是一种小型双螺旋直升机，底部装有两个摄像头，一个彩色一个黑白。它的设计必须极度轻量化，同时旋翼转速极高，以抵消火星稀薄的大气带来的升力不足问题。
火星大气的特殊性
火星大气的气压极低，仅为地球的约1%，而且主要由二氧化碳组成。这对飞行器的动力系统和结构设计提出了极高的要求。为了让“机智号”飞起来，NASA工程师们采用了非常高的转速和大直径的旋翼，同时使用了先进的材料和电池技术保证飞行能量。
首次受控飞行的历史意义
“机智号”实现了动力飞行器首次在地球以外星球的受控飞行，验证了在火星极端环境下的飞行可行性和稳定性。这不仅是技术上的巨大突破，也为未来火星探测任务提供了全新的探测手段，比如更广范围的地貌勘察和更灵活的科学数据采集。
毅力号火星车的配合
“机智号”由“毅力号”火星车带到火星表面，毅力号在旁边守候，距离不超过50米，实时监控和支持“机智号”的起飞和悬停。直到4月20日，“机智号”在3米高空悬停了30秒，完成了它的首次飞行任务。
拍摄与数据回传
飞行过程中，“机智号”拍摄了自己在火星上的倒影黑白照片，以及多张彩色照片，向地球传回了珍贵的火星飞行数据和图像，大大丰富了我们对火星环境的了解。