火星探測(cè)正吸引著全世界越來(lái)越多的關(guān)注。

最近幾天，我國(guó)自行設(shè)計(jì)研制的火星無(wú)人機(jī)樣機(jī)通過(guò)驗(yàn)收測(cè)試。

繼美國(guó)之后，中國(guó)也將擁有自己的火星無(wú)人機(jī)！

別看這么小的一個(gè)，花了兩年時(shí)間才被中科院完成。

同軸雙旋翼的設(shè)計(jì)將使它們能夠產(chǎn)生足夠的升力上升到5~10米，一次可以飛行3分鐘，1分鐘可以飛行300米。

在火星上，大氣密度只有地球的1%，完成這樣的飛行太有挑戰(zhàn)性了。

而且，無(wú)人機(jī)配備了微型多光譜探測(cè)器，可以充當(dāng)火星車(chē)的領(lǐng)航員，輔助火星車(chē)加速完成探測(cè)任務(wù)。

預(yù)計(jì)將在中國(guó)下一次火星探測(cè)任務(wù)中登陸火星。

做火星車(chē)的領(lǐng)航員。

為什么火星車(chē)需要這樣的領(lǐng)航員。

大家還記得，今年5月15日，我國(guó)的朱榮號(hào)火星車(chē)成功登陸火星。

截至8月15日，它已在火星表面90天內(nèi)成功行進(jìn)889米，并從地球發(fā)回約10GB原始數(shù)據(jù)，成功完成預(yù)定的巡視和探測(cè)任務(wù)。

是的，用了90天不到900米。

因?yàn)榛鹦堑谋砻姝h(huán)境非常復(fù)雜，發(fā)射火星的高成本容不得一點(diǎn)點(diǎn)翻車(chē)，每次移動(dòng)都要仔細(xì)觀(guān)察周?chē)h(huán)境后再移動(dòng)一小步。

你必須小心謹(jǐn)慎。

此外，火星車(chē)在移動(dòng)時(shí)要進(jìn)行科學(xué)考察，并向地球發(fā)送數(shù)據(jù)，然后等待響應(yīng)和指令后再進(jìn)行下一步。

但是由于距離和帶寬的原因，火星和地球之間的信號(hào)傳輸相當(dāng)慢.

所以這兩個(gè)原因加起來(lái)，不管是朱榮還是NASA的毅力號(hào)，都不會(huì)有人快。

有沒(méi)有可能設(shè)計(jì)一個(gè)多光譜探測(cè)系統(tǒng)，既能巡視火星，又能做火星車(chē)的導(dǎo)游。

中國(guó)科學(xué)院復(fù)雜空間系統(tǒng)電子信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員邊春江早在2016年1月11日中國(guó)火星探測(cè)任務(wù)正式確立時(shí)就提出了這樣的想法。

這樣就可以解決火星車(chē)行程受限，前進(jìn)速度慢，探測(cè)范圍小的問(wèn)題。

因此，2019年3月，邊春江基于實(shí)驗(yàn)室在飛行器，電子通信，人工智能等方面的技術(shù)基礎(chǔ)，提出了火星無(wú)人機(jī)的設(shè)想，并申請(qǐng)了北京市科委空間科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室培育項(xiàng)目。

同年6月，該項(xiàng)目正式立項(xiàng)，項(xiàng)目名稱(chēng)為火星表面巡視飛行光譜探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究。

現(xiàn)在，經(jīng)過(guò)兩年的研發(fā)，終于到了樣機(jī)的驗(yàn)收階段。

一次可以飛3分鐘，1分鐘可以飛300米左右。

與四個(gè)螺旋槳的方形無(wú)人機(jī)不同，火星原型機(jī)有兩個(gè)長(zhǎng)度為1.4米的平行螺旋槳。

在這之下，有四條機(jī)械腿，四條腿之間的一個(gè)方形肚子用來(lái)容納火星探測(cè)所需的設(shè)備。

它配備了一個(gè)微型光譜儀，總重量為2.1千克。

邊春江介紹，根據(jù)火星無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)能力，在一次飛行中，微型光譜儀可以完成半徑幾百米的火星表面成像，快速，準(zhǔn)確地掌握火星車(chē)周?chē)匦魏捅砻嫖矬w的信息。

除了幫助火星車(chē)避開(kāi)障礙物，如果發(fā)現(xiàn)高價(jià)值目標(biāo)，還可以引導(dǎo)火星車(chē)快速準(zhǔn)確到達(dá)。

這樣，在無(wú)人機(jī)的引導(dǎo)下，火星車(chē)才能高效完成科學(xué)探測(cè)任務(wù)。

贊美詩(shī)事實(shí)上，今年4月，美國(guó)宇航局的機(jī)智無(wú)人機(jī)在火星上成功測(cè)試，用于規(guī)劃和勘測(cè)毅力號(hào)火星車(chē)的最佳行駛路線(xiàn)。

這也是人類(lèi)首次在地球之外的大氣中完成動(dòng)力飛行的萊特兄弟時(shí)刻。

1.8公斤垂直上升約3米，持續(xù)約40秒，完成首次飛行。

但中科院無(wú)人機(jī)最初定位在5—10m的飛行高度，一次能飛3分鐘，1分鐘能飛300米，通過(guò)無(wú)線(xiàn)充電從火星車(chē)獲得動(dòng)力。

除了動(dòng)力和通訊的限制，火星的大氣層很薄，密度只有地球的1%。

因此，在火星上飛行無(wú)人機(jī)極具挑戰(zhàn)性在這種環(huán)境下，它必須首先產(chǎn)生足夠的升力才能飛行

由于目前不可能在火星上建造跑道，飛機(jī)只能放棄固定翼，選擇直升機(jī)形式。

而單旋翼和尾槳的直升機(jī)，在保證升力相同的情況下，槳盤(pán)直徑較大，不夠緊湊，不利于攜帶和運(yùn)輸。

多旋翼無(wú)人機(jī)，體積必然很大，

只有同軸雙旋翼無(wú)人機(jī)才能以最小的外形尺寸獲得最大的槳葉面積，有利于在稀薄大氣中獲得足夠的升力。

所以團(tuán)隊(duì)成員最終選擇了同軸雙旋翼的技術(shù)路線(xiàn)，這也是我們之前看到的。

今后仍有許多工作要做。

目前，通過(guò)驗(yàn)收的項(xiàng)目被評(píng)價(jià)為為中國(guó)后續(xù)火星探測(cè)提供可能的手段。

但邊春江說(shuō)，還有很多工作要做。

比如后續(xù)團(tuán)隊(duì)將重點(diǎn)關(guān)注無(wú)人機(jī)在火星極低溫度，陣陣沙塵等復(fù)雜環(huán)境下的長(zhǎng)期生存，并開(kāi)展相關(guān)技術(shù)研究和驗(yàn)證工作。

另外，正式開(kāi)發(fā)之后，如何測(cè)試也是一個(gè)問(wèn)題國(guó)內(nèi)還沒(méi)有能同時(shí)滿(mǎn)足低溫，低壓，大尺寸環(huán)境的試驗(yàn)箱

他們也應(yīng)該努力贏得新的支持。

卞春江說(shuō)，未來(lái)5~6年將是研究的窗口期，

我們希望克服這些技術(shù)難題，讓無(wú)人機(jī)登上火星進(jìn)行下一次火星探測(cè)任務(wù)。