根据这样的目标 ， 他们开始寻找最适合的方案 。目前 ， 常见的飞行器有两种——固定翼和直升机 ， 鉴于火星探测及其地表环境特点 ， 火星上不可能建跑道 ， 因此 ， 选择垂直起降的直升机设计方案成为必然 。
“垂直起降无人机主要有三种设计方式 。一种是单旋翼带尾桨方式 ， 前后共两个旋翼；一种是大家常见的四旋翼式；还有一种是在一根轴上装两个旋翼 ， 两个旋翼逆向旋转的共轴双旋翼式 。”卞春江说 。
无人机要想有更强的升力 ， 就要有更大桨盘面积 。如果用单旋翼尾桨式无人机 ， 无人机有“尾巴” ， 在保证同等升力的情况下 ， 桨盘直径大、结构不够紧凑 ， 不利于搭载运输 ， 如果用多旋翼式无人机 ， 无人机的体积势必会很大 。而共轴双旋翼无人机能在最小的轮廓尺寸下具有最大的桨盘面积 ， 有利于在稀薄大气中获取足够的升力 ， 因此 ， 团队成员最终选择了共轴双旋翼的技术路线 。
关于无人机的“腿”该怎么设计 ， 团队成员也做了诸多尝试 ， “在重量有限制 ， 要方便折叠 ， 又必须让无人机平稳着陆的要求下 ， 四条腿最为合适 。”卞春江说 。
“还有很多工作要做”
前不久 ， 火星无人机预研项目通过验收 ， 预研项目被评价为“为我国后续火星探测提供可能手段” 。
“预研项目的研究目标是突破火星地表巡飞探测系统的关键技术 ， 验证技术可行性 ， 为未来火星地表区域巡飞光谱探测奠定技术基础 。”卞春江表示 ， 通过火星地表巡飞光谱探测系统原理样机研制与环境模拟测试 ， 研究人员已验证相关技术的可行性 。
但是 ， 卞春江也直言 ， 火星无人机“后续还有很多工作要做” ， “例如 ， 火星无人机的设计寿命至少要在几个月甚至一年以上时间 ， 需要克服在火星上极低温度、阵风沙尘等复杂环境应用难题 ， 后续团队将重点围绕无人机在火星地表复杂环境长期生存的问题 ， 开展相关技术攻关与验证工作 。”
此外 ， 卞春江表示 ， 火星无人机的后续研制 ， 需要有低压、低温、大尺寸环境模拟试验条件 ， 但目前国内还没有能够同时满足这些条件的试验舱 。为了让研究工作能够继续往下推进 ， 他们正在想办法争取新支持 。
“未来5到6年将是研究的窗口期 。”卞春江说 ， “我们希望能够攻克这些技术难题 ， 让无人机搭载下一次火星探测任务登上火星 。”
【揭秘！火星上飞无人机？怎么飞？】来源：中国科学报

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