合格的火星无人机长啥样？中美走上了两条不同的道路！哪个好些？

在遥远的火星上，飞行着一架来自地球的无人机，那就是美国毅力号火星车携带的机智号无人机。目前已经飞行了60多次，远远超过了曾经预估的5次。顺利创造了一次人类历史上的奇迹。

上图：“毅力号”正部署“机智号”直升机

不过需要注意的是，机智号与我们常见的无人机不同，属于标准的共轴反桨的直升机构型。而我们常见的无人机都是“多轴飞行器”，以四轴最为常见。所以把机智号叫成火星直升机，或许更符合我们的直觉。

此外，机智号的桨叶有1.2米长，而且一分钟要转2500圈，比普通无人机螺旋桨转的快5倍。而这则主要是因为火星上的大气极其稀薄，只有地球的1/100，基本上相当于地球上的3万米的高空。所以火星上的无人机必须转得更快才能飞起来。

上图：机智号

然而美中不足的是，机智号只在头顶上有一块太阳能电池板，所有的电能依赖于此。且想把电充满，更是要晒足整天1天。同时一次最多还只能飞90秒。

不过以上这些还不是机智号最大的弱点。其最大的弱点是为满足未来的火星采样任务，现在的机智号的负载能力实在太弱。

上图：“机智号”顶部的太阳能电池板

更重要的是，虽然机智号这种共轴直升机的负载能力，可以通过增加旋翼直径或桨叶数量来进行提高，但却会使其更加难以折叠。因此相比之下，我国的研究人员认为更适合火星探测的配置，应该是多轴飞行器。毕竟在旋翼直径相同的情况下，旋翼越多，载荷能力越强。而且多轴飞行器也更方便折叠。

所以经过权衡之后，哈尔滨工业大学和中国空间技术研究院，联合提出了一种可展开的火星四轴飞行器，用于空中巡逻和采样。而之所以不选择六轴或八轴，是因为六轴飞行器和八轴飞行器具有更大的折叠尺寸。当然为了获得足够的升力，火星四轴飞行器叶片的尺寸同样超过了地球标准。

不过美国国家航空航天局也并非没有意识到机智号的弱点，目前他们已经开始着眼于下一代火星直升机的研制。然而从名字就可以看出，其仍然属于共轴反桨的直升机构型。但不同的是他们增加了叶片的长度，并将叶片转速提高到每分钟3500转。

并且更关键的是，下一代火星直升机的底部会安装四个轮子。也就是说它不仅可以在天上飞，还能在地上跑。机动性明显增强。所以要问中美两国的设计，到底谁更优秀，还真就不好界定。

只能说两者各有优势，都能满足各自的任务需求。毕竟当前美国已经封装好了采集自火星的样本，并已把样本放置在火星表面的杰泽罗陨石。

因此未来的美国火星直升机，只需到达样本放置地点，并用机械臂将其回收，再回到火星登陆舱就可以了。（之后火星登陆舱会发射回地球）

因此显而易见比起美国，我国的火星采样计划就复杂的多了。在登陆火星之后，不仅需要使用一个机械手臂，收集着陆器附近的岩土样本，用于现场分析和样本包装。

还需要利用火星飞行器，协助机械臂获取远离着陆器平台的岩石样本。这样收集到的样本，就不会受到着陆器反向发动机尾流的污染。至此一旦取样工作完成，上升器就可以从着陆器平台起飞，将包装好的样本带回地球了。

所以我们可以很清晰地感受到，其实我国之后的火星探索任务中的火星飞行器，是需要承担更多责任的。

因此在设计中，火星四轴飞行器的总质量被限制在4千克的同时，还被要求可以一次性采集着陆器周围500米半径范围内，质量100克，直径40毫米左右的岩石样本。

并且受运载条件限制，四轴飞行器还必须折叠在0.09米的空间内，同时还要有拍摄火星表面的彩色图像或视频的功能。

总之由于任务需求的不同，中美对火星无人机的研制早已不在同一条路上。而考虑到我们对火星无人机的功能有着更复杂的需求，所以还是我国的研制难度更高。