NASA新一代火星直升机突破音障，速度提升30%

火星大气密度只有地球的1%，在这里飞行比地球上难100倍——但NASA刚刚证明，这架新机器能飞得比声音还快。

美国宇航局（NASA）近日宣布，其专为火星稀薄大气环境设计的新一代飞行系统已在地面模拟环境中通过关键测试。测试显示，旋翼叶尖速度被推升至超过当地音速的水平，为未来在火星开展更高高度、更远距离的空中探测任务奠定基础。火星极低的大气密度让飞行成为"你能想象到的最困难的事之一"，而这项新突破意味着火星直升机正在向具备真正实用价值的飞行器迈进。

这一切建立在"机智号"（Ingenuity）直升机的成功之上。作为人类首架在其他星球实现动力飞行的飞行器，机智号已正式退役，但其技术遗产正被NASA喷气推进实验室（JPL）在最新推进的"天坠"（Skyfall）火星直升机项目中继承，用于支持未来人类与机器人的联合探测。

在Skyfall计划中，直升机面临的首要升级之一就是突破更高的旋翼转速上限。机智号在火星执行任务时，其泡沫材质旋翼的转速被限制在每分钟2700转以内，以确保安全裕度。如今，JPL工程师正在追求更高的性能指标，希望新一代火星直升机在保持可靠性的同时，大幅提升可用升力。

为验证设计方案，NASA研究人员在JPL的空间模拟器内重建了火星的大气密度与飞行条件，并在其中测试由AeroVironment公司研发的旋翼系统。在地球海平面，音速约为每小时760英里，而在火星稀薄且富含二氧化碳的大气中，马赫1大致相当于每小时540英里。在模拟环境中，测试用旋翼能够达到每分钟3750转的转速，其叶尖速度约达马赫0.98。

研究团队随后在模拟可用功率受限的情况下继续测试，使旋翼叶尖速度进一步提升至1.08马赫，实现了真正意义上的"超音速旋翼"测试。NASA指出，这一性能提升意味着新一代火星直升机未来有望增加约30%的最大起飞重量，为搭载更多科学仪器和更大容量电池创造条件。

NASA对Skyfall项目的定位绝非"在火星上飞一飞"这么简单。该系统计划配置多种传感器与科学载荷，用于采集火星大气、地表及近地表环境的数据，为地质、气象与天体生物学研究提供支撑。更强的升力与机动能力还意味着飞行器可以执行更长航程、更多样化的飞行任务，包括为未来火星地面探测车乃至人类登陆点进行先导勘察。

按照当前设想，首个Skyfall任务将一次性向火星部署多架直升机，组成一个协同工作的空中探测编队，以在单次任务中最大化科学产出。NASA已利用最新的地面测试数据对任务规划与飞行包线进行了修正和细化，并据此优化任务方案。这一雄心勃勃的科学任务目前计划于2028年12月发射，若进展顺利，火星天空将在本世纪30年代迎来远超机智号规模的"旋翼机群"。