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太陽系以外的神奇世界 「觀光者」為你揭開機要
機器人和可遙控的飛艇、直升機、無人駕駛飛機，乃至充氣螺旋槳飛機，都是美國宇航局科學家的假想，它們可以快速搜集行星皮相大片區域的高質量數據，避開危險地形，獲得太空軌道上無法取得的近距離圖象，並從分歧的角度調查方針。如許的飛行器也可以達到登陸車沒法達到的地方——山脈、山峰，乃至是沒法登陸的金星皮相。
像初期的極地航空摸索前驅一樣，美國國度航空航天局（Nasa）的工程師們意識到飛行器可以給探索新世界帶來革命性的變化。標誌性的機械，如火星登陸器「海盜號」（Viking）和「好奇號」（Curiosity），和軌道飛翔器，如土衛六的「卡西尼號」（Cassini），將繼續在摸索中施展關鍵感化。如果有合適的大氣層，也可能有其他選擇。有些行星是由冰構成的，或者大氣中有金屬。
但這多是一個更大的挑戰，來自噴氣推動嘗試室技術注入小組（JPL Technology Infusion Group）的美國宇航局科學家喬納森·紹德（Jonathan Sauder）正告說，「假如你開始考察太陽系外的行星，那麼它就會開始變得極度瘋狂。若是不完全摧毀它們，我們就沒法發射飛行器任何已知的行星，但也有其他行星更像地球。」
他說，「在建造金星著陸器時，極端的環境意味著我們放置在航天器上的很多傳統組件將不起感化。」
紹德的解決方案是一個完全機械的機械人，一個蒸汽朋克漫遊者。「最初的設計乃至有腿，而不是輪子，靈感來自荷蘭藝術家西奧·詹森（Theo Jansen）的龐大風力機械雕塑，或稱「風力仿生獸」（strandbeests）。」
今天，在地球上，無人機普遍用於輸送包裹和疫苗，以及查詢拜訪農作物和考古遺址。
20多年過去了，手藝日新月異。扎內托斯說，「這確切是所有這些手藝在准確的時候匯聚在一起，使匠心設計成為可能。」
「獨一的法子就是飛越金星大氣層。
「開辟登陸金星的手藝是困難的，」加州行星科學研究所（Planetary Science Institute, California）的高級科學家埃爾達·諾·多布雷亞博士（Eldar Noe Dobrea）說，他正在進行金星義務的概念設計。
這是一個「巨大的挑戰」，他增補說，由於極真個高溫，太陽能缺少陽光，以及壓力。
百家樂他的第二架概念飛機將在接近水面的處所飛翔。
不到一天的時候，數據就從火星達到地球，進行分析，將「機智號」的信息發還地球。在土衛六上，這需要更長的時候。沒有任何上岸裝配能在其龜裂的板狀概況存活跨越127分鐘。金星有著極高的溫度、壓力和酸性大氣。
但對於外星航空器來講，最大的挑戰，也許也是最大的機緣，應是極爲酷熱的金星。
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現有的地圖不敷具體，但旋翼機將搜檢可能的著陸點，假如不平安，就繼續遨遊飛翔。
紹德說，「我有信念，總有一天漫遊者上岸金星外面，從火星漫遊者架構中學到的經驗將影響這些設計。」
「我們在示波器屏幕上看到的都是噪音，除噪音什麼都沒有。「我們知道這兩個氣球已解除義務，但我們不知道它們是不是還在，」美國跟蹤氣球項目標負責人羅伯特·普雷斯頓）（Robert Preston）示意。然後有一個微弱的旌旗燈號。」
「它可能不是最有用的，但在那種環境下工作，是穩健和靠得住的。」
我們所學到的一切將幫助下一代不但索求火星，還探索其他太陽系的行星。扎內托斯說，「我知道未來我們還會有飛翔器登臨火星，我們正在為對象箱添加一種新東西。」
馬克·派星，航空自由撰稿人，著有《N-4下降：尋覓意大利北極飛艇》（N-4 Down: The Hunt for the Arctic Airship Italia）一書。
太陽能飛機應該有可能無窮期地在這個高度航行，並且行使現有手藝是有可能做到這一點的。」「那邊有一層20公里（12英里）厚的偉大雲層，從離地面50公里（30英里）到70公里（45英里），比地球的大氣層密度更大，更輕易航行。「金星的大氣層很糟，但也很好，」多布雷亞說。
不同於"好奇號"探測器艱辛路程，像"機靈號"如許的小型直升機（右）測驗考試了另外一種探索外星的體式格局（Credit: Devromb/Getty Images）
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有人提出，船可以摸索表面，潛艇可以在海洋航行，飛行器可以在大氣層飛翔。土星的這顆衛星，有行星巨細，外觀地殼被冰覆蓋，下面是籠蓋全部行星的海洋。土衛六是火星的另一個極端。那邊異常嚴寒，還下著甲烷雨。
』」「我記得我脫離節制室，看到金星在早晨的天空中豁亮，我想：『在那裏。
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美國宇航局的工程師們面對的問題是，每一個星球的環境對飛機的類型、載荷能力都有分歧的限制，今朝工程師可使用的手藝也存在雷同的限制。
為了探測和躲避障礙物，著陸器利用了一個由滾軸和保險杠構成的系統，就像一個兒童玩具，當著陸器遇到障礙物時，它會倒車，然後再朝稍微分歧的標的目的前進。
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人類建造和操控它們的妙技也都不具有。一樣地，用于飛行器航行的傳感器、較量爭論能力和算法還不夠成熟。上世紀90年代，為「機靈號」供給動力的電池方才開發出來，很少有人意想到碳纖維等材料的潛力。
「我們成功完成的每次飛行都提供了貴重的工程數據，對今後的研發將是至關主要的。」
一種是太陽能動力的滑翔機，它可以在金星較為溫和的上層大氣中無窮期地飛行；另外一種是飛行翼設計，可以在接近金星地表的卑劣情況中飛行。科學家們設計向金星發射兩種飛翔器。這可能有一天會被用在水星上岸器、漂浮在這顆氣態巨行星深處的探測器，以及探測地球內部的機械中被發現。
紹德正在設計一種可以在金星上糊口生涯的著陸器，他稱之為「極端環境主動漫遊者」（Automaton Rover for Extreme Environments）的機制。
這將是第一個將全部科研裝備從一個地方帶到另一個處所的（空中）飛翔器。」約翰·霍普金斯運用物理嘗試室（Johns Hopkins Applied Physics Laboratory）的首席研究員伊麗莎白·子比·特圖（Elizabeth "Zibi" Turtle）說，「我從來沒有想過如許的類比，但『蜻蜓』是『機智號』首次飛行後接下來的一步。太陽能不可，因為金星有厚厚的雲層和相當於60天長的夜晚。相反，宇航局的工程師們使用風來直接驅動探測器的機械系統。
其次是動力。相機和化學傳感器則加倍辣手，還有待開辟。
土衛六的情況意味著像蜻蜓號這樣的旋翼飛機可以攜帶強大的核電池，這是科學使命所需要的，因為電腦硬件和應對粗糙的地面所需的堅固著陸板都頗具重量。
他說，「我們的首席工程師和團隊在20世紀90年月就入手下手研究火星直升機的想法，但那時手藝還不成熟。快進到2010年代，對於一個技術模子來講，它變得可能。」
它有低重力和濃密的大氣層，這意味著飛機和直升機可以更大的尺寸，攜帶更重的載荷，比在火星如許的行星上有更大的能力。
「土衛六的環境十分合適使用較重的航行器進行索求，」蜻蜓號使命的副首席研究員梅麗莎·G·特雷納（Melissa G Trainer）說。
該團隊還研究了固定翼飛機，但在火星上利用旋翼飛機更有意義，因為沒有機場。
」「我們想給宇航局更多的解決方案。扎內托斯說，該團隊還在設計能夠在更長的距離上承載更重載荷的旋翼飛機。
在火星上，大氣濃度不到地球的1%，這使得飛機很難產生升力。扎內托斯說，「如果你能解決所有這些挑戰，並建造一架重量小於1.8公斤（4磅）的飛機，那麼就有可能。這就意味著一架火星直升機必需非常輕，但仍然可以或許承載鋰離子電池、傳感器和攝像機，和保溫和絶緣材料，以包管它能在火星嚴寒的夜晚可正常工作。」
利用這類引擎的飛機為數不多。這架飛機利用一個雷同斯特林的引擎（Stirling engine），將接近地表的高溫轉化為能量，在較冷、較高的海拔為飛機供應動力。
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它的溫度約為475攝氏度（900F），壓力為93巴（1350磅），相當於地球海洋下一英里的深度。這顆行星的大氣密度是地球的90倍。之後的空中考查多是去地球的姐妹行星金星。他說，「我們知道萊特兄弟的首次航行對地球人類意味著什麼，我認為我們將在其他星球上遵循一樣的模式。
特迪·扎內托斯（Teddy Tzanetos）是空中移動小組（Aerial Mobility Group）的機械人手藝專家，也是「機靈號」火星飛翔探測器的團隊負責人，他已經在研究下一代火星飛翔探測器。」
「織女星氣球特別很是'成功，」傑·加侖廷（Jay Gallentine）說，他是空間歷史學家，也是《來自地球的大使:用無人飛船開辟索求》（Ambassadors from Earth: Pioneering Explorations with Unmanned Spacecraft）一書的作者。織女星氣球延續漂浮在大約54公里（33英里）的高度，搜集了46小時的大氣數據。
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「機智號」在空中回旋扭轉幾圈，然後平安著陸，實現了人類在另外一個星球上的初次遙控飛行。它下降的地址以航空前驅的名字定名，稱為萊特兄弟機場（Wright Brothers Field）。這台自動飛行器的螺旋槳在淡薄的大氣中快速扭轉，以產生足夠的升力，將飛行器推到一層樓的高度。九牛魔龍傳奇彩金
2021年4月19日，一架名為「機智號」（Ingenuity）的小型實驗無人機從火星地面起飛，這被載入史冊。」
「在火星四周的一整套軌道航行器已在那邊呆了幾十年，可以為『機靈號』做探測，並起到中繼站的作用，」特圖說。但是，火星在一個方面比土衛六更有優勢。「蜻蜓號必需與地球進行直接通訊，並自行勘探本地情形。高溫也會融化電子產品。
壓力將大氣中的酸推入組件中，這意味著它們必需由不鏽鋼或鈦製成。
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」「機靈號」完成了試飛，今朝仍在飛行。我們能對將來產生的最大影響是繼續試飛機靈號。扎內托斯說，「我們的首要方針是證明我們可以在火星上飛行，我們做了19次飛行。
火星漫遊者著陸在金星上的可能性還很小，但任何一個設計可能會增添這類可能。
1985年6月，蘇聯-歐洲的織女星運載火箭（Soviet-European Vega mission）發射了兩個偉大的氣球進入金星大氣層，儀器掛在氣球下面。這是人類初次在外星世界遨遊飛翔的氣球。
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宇航局有9個分歧的手藝成熟度級別，從「基本道理」的1級，到經由過程任務操作「飛行驗證」的9級。可能還有另外一種選擇——氣球。
」「這類逾越式的體式格局是風險最小的選擇。「當蜻蜓號飛行時，它會本身繪製土衛六的地圖，」特雷納說。土星五號火箭的設計者沃納·馮·布勞恩（Wernher von Braun）設想用高超音速滑翔機登岸火星。科幻小說作家菲利普·K·迪克（Philip K. Dick）想象人類乘坐直升機登上火星。
在上世紀70年月的海盜號登陸器以後，美國宇航局的工程師們最先研究火星飛行器的概念，如今美國軍方利用的「捕食者」（Predator）無人機的特點終究也體現在了火星飛翔器上。但是，事實證實，要避免使用電子原件太難了。取而代之的是，可以或許在高溫下工作的根基電子裝備被用來丈量溫度和化學成份，並將數據傳輸給軌道遨遊飛翔器。是以，「火星車」不能不被從新定名為「火星漫遊者」（Hybrid Automaton Rover-Venus）
不管環境如何，不管人類索求的是哪一個星系，物理都是一樣的。扎內托斯說，「我們從在太陽系其他行星上主動飛翔器中學到的經驗是人類未來飛翔體式格局的基礎。」
這架多旋翼無人機將飛越土衛六的表面，將在土衛六著陸一天（相當於16個地球日）進行實驗，然後飛到下一個目的地。設想，在21世紀30年代中期，一架小型汽車巨細的旋翼飛機「蜻蜓」（Dragonfly）將此手藝進一步提升。它將登陸土星最大的衛星土衛六（Titan），開始人類對其首次摸索。一小時後，「蜻蜓號」將會飛得比任何其他星球輪廓探測器都要遠。
文章來自: https://blog.udn.com/d4d3656e/173104683百家樂
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