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ARES火星探测无人机将于2007年展翅飞翔(组图)

http://jczs.sina.com.cn 2004年02月27日 10:34 舰船知识网络版

实际大小的无人探测机将于2005年试飞

2003年9月进行首次试验飞行

  火星南部山区对火星探测车或火星登陆者来说,非常危险,而且,它们也无法全面观测火星的形貌。不过,这一问题将要得到解决,美国科学家已经找到了研究这些山脉的过渡方案。几年后,首架无人探测机将会在火星上空飞翔。

  美国国家航空航天局负责的这一火星探测项目,名为ARES(Aerial Regional-scale
Environmental Survey),即“航空区域环境调查”方案,而其缩写同时也是希腊战神阿瑞斯的名字。这种ARES无人飞机,由几个行星探测器组成,是美国4大“火星探测”计划中的一部分,它的研制费用和造价都不太高,但效果却非常好。2004和2005年度的研制费用各为700万美元,已经划拨研制公司。根据初步计划,火星探测无人机将于2007年(ARES项目网站称首飞日期为2008年9月)在火星大气层上空进行飞行探测。


火星探测无人机的内部结构

无人机将主要探测火星南部山区地质状况

  目前,这种无人机还在加速研制过程之中。工程师们的研制任务并不简单,按照设计构想,这种火星探测无人机基本上不会在火星表面着陆,它以宇宙速度进入火星大气层之后,将借助特殊的耐火板和降落伞,大幅降低向下飞行的速度,并展开可折叠式机翼和尾翼,启动火箭发动机,从而将下落速度降低到220公里/小时,并最终转到水平飞行状态。此时,ARES无人机将以560公里/小时的速度在火星上空1500米的高度上飞行,航程680公里,所观测到的科学数据将通过火星卫星同步传回地面。如果飞机遭遇意外,或者出于其它原因,将会在火星上迫降。

  ARES火星探测无人机将装备相当完备的探测设备,其中包括摄像机、磁感应控制设备、一系列分光计、气体分析仪、大气层水分浓度测量仪等。科学家希望通过这种飞机,客观真实地了解火星上的各种地质情况,特别是通过垂直剖面掌握火星生态层分布情况,观测火星上的岩石层和土壤层是否与地球上的相似。当然,探测无人机的探测结果还将与通过火星探测器和其它方式获得的资料进行对照。另外,美国科学家准备在2005年前,发射一颗新型火星卫星,执行探测任务。


无人机进行风洞试验

无人机由高空气球施放

  这种无人机机身根据传统的空气动力学原理设计制造,机翼翼展6.6米,由3个分段件组成,独特设计的后尾翼呈倒V字形,可以同时用作方向舵和水平安定面。2002年9月19日,成功进行了飞机关键技术设备的风洞试验和飞行试验。试验时,飞机的机尾和机翼折叠了起来,被高空气球从30000米高空释放出来后,机尾和机翼慢慢打开,机尾展开后,飞机侧飞几秒,然后打开机尾降落伞,机头朝下,对着地面,然后展开左翼和右翼。机翼展开时,翼上的特殊设备可减轻伸展时的振动,保障飞机安全。机尾和机翼完全展开后,降落伞收起,飞机从自由落体状态转入平行飞行状态。飞机由自动驾驶仪控制飞行,完全模拟将来在火星上空时飞行时的姿态,完成各种试验飞行任务。

  在一个半小时的飞行中,这种按照50%比例制作的模型飞机充分展示了其良好的飞行性能,而且,火星上的引力大约为大地引力的38%,这样,飞机在火星上空保持平飞的难度大大降低。飞行的最后阶段,在机场上空准备着陆时,最后几秒钟,飞机由地面人员使用无线电控制操纵台控制,在跑道上成功软着陆。

  根据计划,2005年,100%比例的火星探测无人机样品机将由高空气球从33000米高空释放,进行飞行试验。美国科学家还准备利用类似飞机,对金星、木星和士卫六星进行科学探测研究。(书山)


无人探测机由高空气球在30000米高空投放

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