火星季节的变化使大气密度下降 NASA Ingenuity无人机飞行遭遇难题

2021年09月17日 21:05 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

美国宇航局的Ingenuity火星直升飞机已经在红色星球上飞行了几个月。任务操作人员已经学到了很多关于在另一个星球上操作直升机的知识,并获得了更多关于Ingenuity平台的优势和劣势的信息。在利用直升机设计的优势的同时,也为未来减轻其兄弟产品的弱点做了大量的工作。

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随着NASA对Ingenuity的优势和劣势有了更多的了解,操作直升机变得更加容易,但有一个方面却变得困难。据NASA称,火星上的季节变化正在导致大气密度下降。原本大气密度就已经是一个问题,因为火星上的大气密度在任何时候都很低,这也是美国宇航局一开始不确定他们甚至是否能够驾驶Ingenuity的原因之一。

随着火星上季节的变化,大气密度正在进一步降低。美国宇航局准备在大气密度为地球海平面上大气密度的1.2%至1.5%的情况下进行飞行。这意味着密度在0.0145和0.0185公斤/立方米之间。

然而,随着季节的变化,美国宇航局预计将看到密度低至0.012公斤/米,这将是地球上大气密度的大约1.0%。它预计在直升机通常飞行的下午时段会看到这些降低的数字。虽然这些百分比非常接近,但较低的密度对Ingenuity飞上火星天空的能力有很大影响。

大气密度的设计下限是0.0145公斤/立方米,但美国宇航局说,直升机的推力至少要比在该密度下飞行所需的推力高30%。随着未来几个月大气密度的变化,减少到0.012公斤/立方米将意味着额外的推力余量可能下降到只有8%。这将意味着直升机的运行将非常接近失速条件。

解决的办法是,NASA计划以2800 RPM的速度旋转旋翼,这比目前旋翼旋转的速度快10%以上。转子旋转得更快可能会导致振动,从而带来其他问题,并将增加直升机的磨损。美国宇航局计划在未来几天内测试新的方法,以使直升机尽可能长时间地飞行。

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