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目前美国的“毅力”号火星车和中国的“祝融号”火星车都正在火星上工作，其中美国的“毅力”号火星车还携带了“机智号” (Ingenuity)火星直升机，并且在今年4月19日成功实现了首飞，引发了全球的关注。近日，中国科学院（CAS）国家空间科学中心（NSSC）宣布研发中的“火星地表巡航无人机”也已于8月20日通过最终验收。

虽然火星的表面引力只有地球的三分之一，从这点看有利于飞行器飞行，但是火星的空气密度只有地球的1%，空气非常稀薄，因此也对于火星无人机的正常飞行提出了很高的挑战。

首先，在空气稀薄的火星上，火星无人机要想飞起来，其螺旋桨需要转动的更加快速才行。美国“机智号”直升机螺旋桨旋转角速度可达2400转每分钟，水平移动的速度为10米每秒，爬升速度为3米每秒。

其次，火星表面的平均温度大约为-55℃，冬夏温差巨大，夏季白天温度可达27℃，冬季夜晚温度低到-133℃。因此，火星无人机内部的元器件需要能够耐受巨大的温差等恶劣的环境。

第三，火星无人机的能源来源主要是来自于太阳能电池，同时考虑到无人机还需要搭载其他仪器，以及自重增加会提高飞行难度，因此难以配备大容量的电池，所以火星无人机的续航时间也是一大挑战。另外，火星直升机在飞行时，叶片进行高速旋转，会产生大量热量，这也将使得其飞行时间会受到限制。资料显示，机智号依靠太阳能充电一天，大概只能能够飞行90秒！

第四，火星直升机是无法与地球直接通信，接受控制的，其需要通过火星车与火星轨道上的探测器进行通信，才能与地球进行通信。而且，火星与地球之间的距离非常遥远，距离大概在5500万千米到4亿千米之间变化。因此，火星探测的双向通信时延至少需要6-45分钟左右，这也使得地面人员不可能及时对火星车和火星无人机进行控制，因此火星直升机执行任务需要按照设定的程序在火星车附近进行自主的飞行。

从中国科学院国家空间科学中心宣布已通过最终验收的“火星地表巡航无人机”来看，其外型非常类似美国NASA 的机智号火星直升机。另据了解，这款火星无人机上还配备了微型光谱仪。

目前中国国家空间科学中心并未透露这款无人机可能会在何时登上火星，不过根据规划，中国下一次火星任务预计将是在2028 年或2030年进行火星样本采回的任务。

文章来源：《空间科学学报》 网址: http://www.kjkxxbzz.cn/zonghexinwen/2021/1218/468.html