機智號直升機第一次在火星上拔地而起。
物理學家解釋這為何是一件很重大的壯舉
這聽起來不像是一個大事件，但確實如此。（圖片來源：美國宇航局）
機智號直升機與毅力號火星車2月份一起降落在火星上——並從火星表面試飛。更重要的是，它在距地表三米的空中盤旋了大約 30 秒，然後又落回了地面。
這聽起來可能不是一個巨大的壯舉，但它確實是。機智號是首次動力飛機在另一個星球上進行的飛行。它標誌著人類太空探索史上的一個里程碑。
雖然阿波羅 11 號航天器以著陸月球而著稱，在重新發射離開月球時，它只需要脫離月球的引力並返回地球。 但是，在沒有大氣層的環境中維持飛行是另一回事。我們花了六年的時間才製造出來具有如此歷史意義的機智號直升機。 一旦我們瞭解了所需技術的複雜性，我們就可以理解為什麼他是一個壯舉。
為何火星本土飛行是項巨大的成就
遙控一架直升機在其他行星世界飛行有幾項技術上的挑戰。第一點也是最重要的一點，直升機需要空氣才能飛行。
直升機翼片或轉軸必須旋轉得足夠快才能產生“升力”。 但是升力只能在某種空氣存在的情況下產生。 雖然火星確實有大氣層，但它比地球的大氣層要稀薄得多——大約100 倍左右。
因此，在火星大氣層中飛行的機智號相當於在地球上10萬英尺高度飛行。詳細來講，商用飛機一般在地球海拔 3萬到4萬英尺之間飛行，直升機在地球上飛行的最高高度是 4萬2千英尺。
在地球上測試這架飛機需要一個加壓室，從中抽取大量空氣來模擬火星的環境。
我們也要考慮的火星引力，它大約是地球的三分之一。這確實給了我們一點優勢。如果火星與地球有相同的密度，引力的減少意味著我們需要更少的功率讓機智號起飛。但是，雖然火星的引力對我們有利，但仍然被稀薄的大氣層造成的劣勢所抵消。
機智號創造了首次在地球外測試飛行並獲得成功。聽起來可能很容易，但綜上所述，這項任務其實非常，非常困難和複雜。
先進的製造工藝
機智號可以透過兩種方式克服火星大氣層中的障礙。 第一種，為了產生升力，兩個槳葉（碳纖維製造）必須比地球上的任何直升機轉的更快。
在地球上，大多數直升機和無人機的轉軸轉速約為每分鐘 400-500 轉。而機智號的轉速大約每分鐘大約2，400轉。
它還具有明顯的機身-翼展比。 雖然 機智號的機身大約有紙巾盒那麼大，但它的槳葉從一端到另一端的長度足足有 1。2m。（圖片來源：美國宇航局）
甚至從開始傳輸起飛的訊號也需要一系列高科技技術的支援。 雖然無線電訊號在地球和火星之間傳播只需要幾分鐘，但這些訊號仍然要延遲幾個小時才能傳輸到直升機。
如果考慮這些訊號發射的過程就可以很好的理解了——從地球上的計算機到衛星接受天線，再到火星軌道的勘測器，再到毅力號火星車，最後到機智號直升機。
火星上的遠端遙控飛行
機智號就是我們所說的“技術先行者”。 簡單來說，它唯一的目的就是為了證明可以完成一系列簡單的任務。 在未來的幾周，機智號將再進行三到四次飛行任務，其中最具有挑戰的一次是起飛並飛至距離毅力號300米遠的地方。
（圖片來源：美國宇航局/噴氣推進實驗室-加州理工學院）
從飛行中獲得的資料和資訊將被分析並用作設計更復雜飛行器。 一旦應用了這項技術，它具將有巨大的潛力。
在火星上執行的無人機和直升機可以充當偵察兵的角色，用來未漫遊車檢查地貌，以確認路徑是否安全。這種飛行器甚至可以幫忙協助在火星表面尋找是否有水和生命的跡象。
2035 年，人類有望首次登陸火星。這些宇航員會接受實時操作飛行器的培訓，並對地面進行偵查，是否存在可能傷害人類，損壞服裝，飛行器或漫遊者的障礙物和危險地形。
致敬過去，展望未來
為致敬地球上人類第一次飛行事件，美國宇航局科學家們在火星直升機上放置了一件具有歷史意義的紀念品。是1903年萊特兄弟飛行器的一塊機翼布料，它被放置在太陽能電池板下方的電線上。
這是地球飛行器進入太空飛行歷史上的第二塊紀念物；第一塊是在阿波羅任務中被帶到月球上。
現在的任務已經推廣至其他外星球。更值得注意的是，蜻蜓直升機已計劃於2034年抵達土星的衛星——泰坦的表面，並在其上空翱翔。
也許今後我們在一個接一個地持續探索其他地外行星世界時，也都可以帶上一片地球上的紀念物作為歷史的見證。
“我們一直在談論萊特兄弟的壯舉，現在也是如此。”
BY： Gail Iles
FY： 魏老二
如有相關內容侵權，請在作品釋出後聯絡作者刪除
轉載還請取得授權，並注意保持完整性和註明出處