今年奔赴火星的三个探测器之一，美国NASA的2020火星飞行任务的一个很吸引眼球的特点是，
它将携带一架小型无人直升机，在今年7月正式出发飞往火星。从公众舆论的角度来看，这是一个很有吸引力的点，因为这是开创先例，人造航空器终于也要在其他星球飞行了！
制作完成等待安装到火星车上的无人直升机
创新点让大众有了更多新鲜感，而不是过去那些不明觉厉的先进仪器设备和任务目的，无人机近年在生活的普及，也让普通人对无人机有了一定的熟悉感，对于吸引大众关注与支持来说，在探火任务带上一架小无人机的确很不错。但好玩的是颇受大众支持的小直升机，在科学界并没有引起多大的反响，反而2020火星车项目组强烈反对将小直升机纳入任务范围内，因为增加系统复杂度，风险太大了。
不过木已成舟，火星车项目组反对无效，设计方案已经确定，且这几天火星车和轨道器已经造好，准备装箱组装等待七月的来临。我们将有机会看到第一架直升机飞行在火星这颗荒凉星球的天空中。相较于2020火星车，这架小无人直升机非常的小巧，最重要的是它的重量很轻，不到1.8公斤。相较于民用航拍无人机，1.8公斤的探火无人机要复杂的多；不过相同点是它们的声音都不好听，由于旋翼的尺寸小，火星无人直升机的噪声非常尖锐，就像嗡嗡的昆虫一样，和大疆精灵无人机差不多。火星大气比地球稀薄且富含二氧化碳，如果人能够在没有宇航服的情况下在火星的恶劣环境中活动，我们会发现这些小无人机在火星上的声音更加安静。
制作中的火星无人直升机
由于是为在火星上飞行而设计的，所以无法在地球大气层中测试它。在地球的重力环境以及大气密度下，旋翼会折断，根本飞不起来。数十年来，各个航天局已经往火星地表发射了不少探测器，不过到现在人们也没直接听过火星上的声音；18年在网上很火的火星风声是位于"洞察"号内部用于气象数据搜集的气压传感器和位于探测器甲板上的地震测量仪数据间接处理出来的。好消息是过两年我们将能直接听到2020火星车录到的火星风声，因为它专门带了一个麦克风，也许还可以听到直升机的声音。火星直升机平时会待在2020火星车的腹部，2020火星成为一个机动地直升机平台；出于安全原因，在每次飞行之前，火星车将直升机放下后离开，等直升机完成飞行任务后再前往着陆点回收。但是火星车增加了直升机的存放和投放和回收职责，复杂度进一步提升；高风险是2020火星车项目组强烈反对的原因。
2020火星任务火星直升机（NASA / JPL）
火星是太阳系的岩石星球之一，火星重力仅是地球重力的38％，但在稀薄的大气层飞行还是比较难的，直升机旋翼转速要非常快才能提供所需的升力。在火星上飞行就像在地球上海拔三万米飞行一样；在这种环境下，NASA选择了同时解决两种困难的设计方案：一方面，将使用两个共轴反转的旋翼，两个主旋翼的质量仅为35克，直径达到1.21米，表面积比更大。另一方面，叶片的旋转速度将达到每分钟2800转，大约是地球普通直升机的五倍。这种设计可以消除两个旋翼的角动量，就像俄罗斯的卡莫夫家族直升机一样，从而避免了增加尾旋翼的麻烦，航空爱好者对这个很熟悉了。
此外，上旋翼通过增加流过下旋翼的空气流量而提高了下旋翼的工作效率。获得更大的升力也不是转速越快越好，还是要避免叶片的尖端超过火星上的音速，火星比地球上的音速要低，火星上约为230m/s。火星直升机的设计方案，2800转的转速旋翼尖端线速度是火星音速的76％。从技术上讲，火星大气层需要设计出非常低的雷诺数和非常高的马赫数的空气动力学特性，火星低重力环境也需要增加火星无人机起落架之间的距离，以免直升机着陆时侧翻。
火星直升机的设备布局
火星直升机将能够达到高达2m/s的垂直速度和高达0.5m/s的水平速度，能够倾斜约15º。在半分钟的跳跃飞行过程中，直升机将使用相机与激光雷达实现自主导航，选择落点。数据将通过2020火星车和轨道器转发回地球，人类第一个在其他星球飞行的飞行器用的处理器没准你也用过，火星直升机有两台小型计算机，其中一台用于导航，配备四核高通骁龙801 2.26GHz处理器，另一台负责飞行任务的计算机，使用ARM Cortex-R5微控制器。飞行控制软件是用C ++语言编写的。直升机由六个索尼生产的36 Wh小型锂电池供电，顶部还有一个固定不转动的太阳能电池板实现电能的自给自足。
安装在火星车上的小无人直升机
因为没有同位素加热单元，每天最多只能进行一次飞行，因为除了飞行外，电池还将在夜间为直升机加热。火星直升机将30％的电池电量用作备用，25％的电量用于飞行，其余的用于保温。火星夜间温度可以低至零下100°C，但直升飞机电子设备在温度低于零下15°C后将停止工作。飞行将在火星当地时间11点左右进行，在中午飞行以给电池充电，并且保持在3至10米之间的飞行高度，水平飞行约300米，每次飞行持续时间至少一分半钟，但保守估计，在最初的几周内它可能会飞行更长的时间。
NASA一直在尝试在火星上派遣航空器。本世纪初，喷气推进实验室提出了一个类似于1997年的"火星探路者"的探测器，其中将包括一架小型直升机来探索着陆区，但该项目由于其高风险和缺乏科学兴趣而被取消。在09年，在火星大气投放一个双尾撑固定翼无人机也很受关注，不过高风险与短暂的工作寿命，还是没能落地。如果这次火星直升机取得成功，将来我们还会看到其他具有科学应用的直升机任务。NASA的Ames中心正在研究MSH（火星科学直升机），一个5到20公斤的六轴飞行器，每天可以飞行3公里。之所以选择六旋翼飞机而不是传统的四旋翼飞机，是因为除非设计更大尺寸的，否则四个旋翼产生不了足够的升力，随之而来的风险是翼尖超过音速，风险过高。
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