你能想象嗎？無人機出現(xiàn)在火星的上空了！要知道，火星的起飛條件十分苛刻，讓無人機在火星飛起來并不是一件容易的事，那么火星無人機到底是怎么順利升空的呢？

因為火星是與地球最近的一顆類地行星，結(jié)構(gòu)和地球非常相似，所以人類一直都在對火星進(jìn)行探索。即使火星和地球有很多相似之處，但還是有很多地方與地球大相徑庭，因此在火星上的探究也絕非易事，就單單以大氣壓而言，僅僅只是地球的0.6%，如此低的大氣壓會不會影響火星上的飛行物呢？我們的火星無人機能不能在火星飛起來呢？此外，火星的大氣層與我們地球的大氣層相比要稀薄得多，僅是地球的1%，那造成的原因是什么呢？

首先是火星的質(zhì)量，它的質(zhì)量僅是地球的11%，較小的質(zhì)量直接導(dǎo)致火星的引力不足，不足與提供對大氣層中分子的束縛力，從而分子可以向外太空逃逸，導(dǎo)致大氣層稀薄。

接著是大氣層自身的組成，其成份主要是二氧化碳，進(jìn)而導(dǎo)致了火星表面的大氣壓只有600帕，這是什么概念呢？地球的一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓就有101.3千帕了，火星的大氣壓僅僅只是地球大氣壓的0.6%。間接導(dǎo)致了火星的大氣層高度達(dá)11.1公里，比地球高出于2.6公里。且當(dāng)隨著高度的上升，壓力會隨之下降，這說明了火星上空的壓力會比地球的更加低。

除此之外，還因為磁場力弱，火星所處在太陽風(fēng)環(huán)境中，正好太陽風(fēng)里含有大量的高能帶電粒子，要是火星的磁場力足夠強，則只些帶電粒子只會在沿著磁場的軌道到達(dá)極地，但是火星的磁場力不足與把這些帶電粒子束縛在應(yīng)該的軌道里，所以這些高能帶電粒子就會雜亂無章地轉(zhuǎn)移，并有很大的可能與大氣層里的帶電粒子進(jìn)行碰撞，從而使這些帶電粒子獲得可以逃離火星束縛的動能，進(jìn)而逃逸到外太空，這樣大氣層就更加稀薄了

總而言之，壓力極低，質(zhì)量過小、磁場力弱導(dǎo)致了大氣層稀薄，那么為什么大氣層稀薄會導(dǎo)致火星上的無人機難以飛起來呢？因為壓力低空氣稀薄，沒有足夠的氣體流形成壓力差，螺旋槳煽動的氣流不夠大，產(chǎn)生的空氣浮力不夠，不能提供足夠的上升力，所以無人機難以在火星上起飛。

火星的起飛條件雖然是不夠理想的，但我們還是可以做到讓無人機起飛。在今年的2月美國“毅力”號火星車登錄后，其搭載的無人機“機智號”在4月19日也成功實現(xiàn)了首飛。在升空過程，“機智號”在短短的12秒內(nèi)將螺旋槳的轉(zhuǎn)速提升到2400轉(zhuǎn)/秒，是普通無人機的5倍。升空后，“機智”號的飛行高度達(dá)到了3米，在空的停留時間達(dá)到了30秒，雖然并沒有在水平方向有所移動，不過能順利升空已經(jīng)是人類開始征服火星上空的第一步了。

“機智”號的順利升空，得益于它的設(shè)計，首先就“機智”號的外形分析，據(jù)報道稱，“機智”號的主體僅有一個紙巾盒的大小，重量僅為1.8千克。為了可以提供足夠的上升力，在構(gòu)型上不能采用傳統(tǒng)的多軸構(gòu)型，只能采用共軸反漿直升機構(gòu)型，它的旋翼是采用最先進(jìn)的技術(shù)制造的，這個旋翼包含有2個轉(zhuǎn)子、4個葉片，每個葉片長1.2米，每個葉片均采用碳纖維材料制造，薄如蟬翼，輕如鴻毛，同時在葉片的數(shù)量上進(jìn)行改善，因為過多的葉片不利于轉(zhuǎn)速的提升；

所以葉片的數(shù)量就縮減到了4片，這樣的設(shè)計不僅減少了“機智”號的重量，還能讓轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速得到提升，最終能讓起飛可以順利地進(jìn)行。除了從構(gòu)造方面進(jìn)行改造，還從轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速方面進(jìn)行提升，只要把轉(zhuǎn)速提升到足夠快，其所帶動的氣流量就可以提供讓無人機順利起飛的上升力。

對此，不僅要求轉(zhuǎn)速達(dá)到足夠快，還要要求轉(zhuǎn)速需要在短時間內(nèi)達(dá)到需要的轉(zhuǎn)速。因為在最短的時間內(nèi)讓轉(zhuǎn)速達(dá)到最高，這是可以節(jié)省部分“機智”號起飛需要的能耗。因為“機智”號采用的電池是鋰電池，電容量和我們?nèi)粘Ｉ畹某潆妼毑畈欢?，每次飛行90秒，就所需一個火星日，即24.62小時進(jìn)行充電，所以節(jié)省能耗極為重要。

在無人機飛行的時間段也有要求，需要在中午11點左右的時候進(jìn)行起飛，因為火星上的溫度特別低，夜間溫度低至零下83℃左右，日間溫度最低也到零下22℃。這個溫度對鋰電池特別不友好，所以“機智”號在中午11點左右完成飛行任務(wù)之后，馬上進(jìn)行充電，不然極低的溫度會損傷電池，甚至毀壞電池。

火星上的磁場不僅弱，還雜亂無章，也不像在地球上擁有GPS定位系統(tǒng)，所以“機智”號不能提供磁羅盤了定位，只能依靠自身攜帶的流光攝像機，通過攝像中的參照物進(jìn)行定位。

無人機在火星上飛行并不是只有不利的條件的，因為火星的引力很小，只有地球的三分之一，所以無人機并不需要消耗太多的動力來克服火星的引力作用。

值得一提的是，“機智”號自帶的相機可以在一秒鐘中內(nèi)完成30次拍攝。短時間內(nèi)的大量拍攝可以讓飛行時間較短的“機智”號獲取更多的照片資料，這有利于對火星的研究。

人類對太空的探求一直都在前進(jìn)著，而這次的無人機在火星的首飛成功只是探索火星的一個開始，“機智”號研發(fā)小組一直都認(rèn)為自己是探索火星的“萊特兄弟”，首飛只是一個開端，接下來的“機智”號將繼續(xù)執(zhí)行4次左右的飛行任務(wù)。飛行的目標(biāo)是飛行高度達(dá)到5米，平行引動的實驗距離可以達(dá)到50米。如果“機智”號可以成功達(dá)到這些目標(biāo)，那么“機智”號將就此開啟它的“火星探險之旅”。