别出心裁的直升机帮助研究人员了解火星上的尘埃

火星探索的一大挑战是一些非常小的东西: 尘埃。细小的灰尘覆盖了火星表面的大部分地区,强风和低重力意味着灰尘很容易从表面扬起,覆盖太阳能电池板并粘住组件。 Ingenuity 直升机自身也存在太阳能电池板上的灰尘问题,限制了它可以从太阳获取的能量。

现在,研究人员已经使用 Ingenuity 的数据来了解更多关于尘埃在火星空气中如何移动的信息,了解尘埃的动态,这可能有助于未来的任务处理这个持续存在的问题。

Ingenuity 直升机在火星表面拍摄。
Ingenuity 直升机停在火星表面。美国宇航局

来自史蒂文斯理工学院、空间科学研究所和美国宇航局喷气推进实验室的研究人员从 Ingenuity 的飞行中获取数据,以观察直升机起飞、盘旋、机动和着陆时灰尘如何从地表移动到空中。即使快速浏览一下视频片段,也能看出直升机扬起了多少灰尘,尽管它又小又轻:

“地球上的直升机飞行员更喜欢在直升机停机坪上着陆是有原因的,”其中一位研究人员杰森·拉比诺维奇 (Jason Rabinovitch) 在一份声明中说。 “当直升机降落在沙漠中时,它的下沉气流会激起足够多的灰尘,导致能见度为零的‘断电’——而火星实际上是一个大沙漠。”

研究人员还查看了毅力号漫游者拍摄的直升机镜头。这有助于他们模拟扬起的灰尘量,并测量尘埃云的质量和大小。

“看到来自 Perseverance 的 Mastcam-Z 视频是令人兴奋的,它是出于工程原因拍摄的,最终显示 Ingenuity 从表面扬起如此多的灰尘,从而开辟了一条新的研究路线,”另一位研究人员说, 马克莱蒙。

结果表明,每次 Ingenuity 飞行时,它都会扬起大约 4 磅的灰尘——相当于其自身质量的千分之一左右。这比地球上的直升飞机会激起的要多得多,因为在另一个星球上有太多不同的因素需要考虑。

“当你想到火星上的尘埃时,你不仅要考虑较低的重力,还要考虑气压、温度、空气密度的影响——还有很多我们还没有完全理解,”Rabinovich 说。

了解火星上的尘埃如何移动不仅对于建造能够在尘土飞扬的环境中生存的机器人来说是必要的,而且对于帮助提高着陆的安全性也是必要的,因为大气中的尘埃量会影响航天器的着陆方式。这对于未来的火星任务(如计划中的火星样本返回任务)以及未来任何前往红色星球的宇航员任务都非常重要。

该研究发表在《地球物理研究杂志:行星》上


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