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無人機(jī)整機(jī)
無人機(jī)配件
無人機(jī)服務(wù)
設(shè)備與工具2020年7月30日， 美國火星2020 探測器從佛羅里達(dá)州升空。與以往的火星任務(wù)不同的是，這次不僅攜帶了毅力號火星車，而且還有一個“小家伙”跟隨升空，它就是即將在火星上翱翔的首架無人機(jī)——“機(jī)智號”。
一、“機(jī)智號”有多大
美國最近的這次火星探測任務(wù)主要是將毅力號火星車送上火星，“機(jī)智號”不過是個“添頭”，因此它一點也不起眼。這從對它們的投入就可以看出來：“毅力號”耗資24億美元，而“機(jī)智號”僅僅0.85億美元?！耙懔μ枴笔且粋€“大家伙”，和一輛家用小轎車差不多大，其長3米、寬2.7米、高2.2米、凈重1043千克。與“毅力號”相比，“機(jī)智號”小得可憐，凈重只有1.8千克，旋翼葉片長度為1.2米。
“機(jī)智號”藏于“毅力號”的“腹部”，并隨著“毅力號”一起飛往火星。“機(jī)智號”的設(shè)計符合一款航天器的標(biāo)準(zhǔn)，可以承受火箭發(fā)射過程中產(chǎn)生的重力和振動。當(dāng)“毅力號”著陸火星之后，科學(xué)家會將“機(jī)智號”喚醒，令其從“毅力號”的“腹部”飛出來。每次飛行任務(wù)完成后，“機(jī)智號”會再次回到“毅力號”的“懷抱”中。此時，“機(jī)智號”像是個袋鼠寶寶，靜靜地在“毅力號”的“腹部”沉睡。
二、“機(jī)智號”如何飛翔
火星大氣環(huán)境十分惡劣：火星表面的大氣壓僅有地球的 0.7%；火星大氣中幾乎沒有氧氣，95% 是二氧化碳，火星大氣的平均溫度是 –63℃。因此，想在火星上飛起來是件十分不容易的事情。當(dāng)然，無人機(jī)在火星上飛行也有比地球有利的地方，那就是火星引力只有地球引力的三分之一，無人機(jī)不需要花太大的“力氣”來克服火星引力。為了讓“機(jī)智號”能在火星上順利飛行，科學(xué)家為它設(shè)計了先進(jìn)的旋翼。這個旋翼包括2個轉(zhuǎn)子、4個葉片，每個葉片長1.2米。這些葉片采用了碳纖維材料，薄如蟬翼，輕如鴻毛。同時，“機(jī)智號”配備有抗輻射系統(tǒng)，這可保證其在寒冷的火星環(huán)境中正常運(yùn)行。
盡管“機(jī)智號”采用了先進(jìn)的材料和設(shè)計，但它的飛行能力還是特別有限：最大飛行距離為300米，最大飛行高度只有5米。這是因為在火星上飛行十分費(fèi)勁，旋翼要每分鐘旋轉(zhuǎn)2800次才能保障“機(jī)智號”的正常飛行。而在地球大氣層中，旋翼旋轉(zhuǎn)速度只需280次左右就可輕松且平穩(wěn)地飛行。
“機(jī)智號”將在“毅力號”著陸后的60～90個火星日后，進(jìn)行為期30天的飛行穩(wěn)定性測試，預(yù)計最多飛行5次。由于旋翼功率很大，且“機(jī)智號”攜帶的充電式鋰電池又不能太大，因此“機(jī)智號”每次的飛行時間很短，只有90秒。為什么不給“機(jī)智號”配備更大的鋰電池呢？這是因為如果攜帶的電池太大太重的話，“機(jī)智號”可能在火星上就飛不起來了?！皺C(jī)智號”攜帶有太陽能電池板（位于無人機(jī)的頂部），可利用陽光為鋰電池充電?！皺C(jī)智號”飛行短短90秒，卻需要一個火星日（24.62小時）的時間來充電。
三、“機(jī)智號”有什么用
目前，在火星上工作的有軌道飛行器和火星車。為什么科學(xué)家還要研制無人機(jī)呢？這是因為軌道飛行器離火星表面太遠(yuǎn)，難以進(jìn)行觀察到火星表面的細(xì)節(jié)。而火星車的視野有限，對地形的要求較高，很容易被坡坡坎坎、懸崖峭壁、石塊碎礫等阻斷去路。
如果火星上曾經(jīng)演化出生命，在火星表面環(huán)境變得惡劣之后，它們可能撤退到地下洞穴中。陽光照射不到的火星洞穴可能是水和冰的儲存之地，因此未來人類要進(jìn)駐火星，洞穴可能是備選的居住地之一。無論出于什么樣的考慮，火星洞穴都值得探索，而火星車和軌道飛行器都不太適合深入洞穴。
無人機(jī)則結(jié)合了軌道飛行器和火星車的優(yōu)勢，它既可以從空中俯瞰，又可以近地觀察，還可以飛入火星洞穴、峽谷和隕石坑中。比如，“機(jī)智號”攜帶有小型航空電子設(shè)備、通信設(shè)備、成像設(shè)備，這樣它可以按照地面科學(xué)家發(fā)布的指令進(jìn)行飛行，飛到火星車難以抵達(dá)的區(qū)域。
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