一个4镑重的火星直升机将搭载美国宇航局的下一辆火星漫游车(计划于2020年年中发射)前往火星。来源：美国航天局/喷气推进实验室

两年后，在火星的空气中进行几次短暂的跳跃可能有助于我们打开外星世界的大门，以进行一种全新的探索。

一架无人驾驶小型直升机将与美国宇航局的火星2020漫游车任务一起发射升空，该任务计划于2020年7月发射，并于2021年2月登陆火星。

这个短小精悍的直升机是一个精简的技术演示，它最多将会在火星大气层进行五次短程飞行。这一开创性的举动如果取得成功的话那将会有很重大的意义，它将扩大人类探索机器人的探索范围(目前，人类的探索机器人被限制在外星世界的地表，或远高于地表的太空轨道)。

周三(3月20日)，在与美国宇航局未来太空行动(FISO)工作组的一次演示中，火星直升机的飞行控制和空气动力学负责人哈弗德·格尔德(Havard Grip)说:“我们设想直升机可以为火星上的新型探索打开大门。”

美国宇航局喷气推进实验室和加州理工学院的Grip补充说，未来，更先进的直升机可以作为火星漫游车的侦察器，或者独立探索这颗红色星球。

他说:“未来，我们可以设想使用多架直升机进行区域勘探，或者使用小型直升机前往漫游车难以到达的地区或生物敏感地区。”

火星直升机重4磅。(1.8公斤)，大小与垒球相当。它携带了一系列航空电子设备和通讯设备，一个小型太阳能电池板，可充电锂离子电池，“生存加热器”(以保持其电子设备在寒冷的火星夜晚保持温暖)，以及一个导航摄像头。

这种直升机没有任何科学仪器，但它配备了一个高分辨率彩色成像仪。

Grip说“可以说，这就是直升机的有效载荷，我们就是用它来拍漂亮的照片，然后把它们传回地球的。”

直升机将藏在火星2020漫游车的底部到达火星，这辆火星漫游车将寻找古代火星生命的迹象，并收集和储存样本，以便将来返回地球，同时还会执行其他任务。

火星漫游车在火星着陆一两个月后，直升机就会降落到火星地表，随后，Grip说，这个小飞行器将会进行一系列的短途飞行，每次飞行大约90秒，最高飞行高度将会达到16.5英尺(5米)左右。

火星直升机的这些飞行将离火星漫游车330英尺到3300英尺(100到1000米)，直升机与火星漫游车的这个距离足以使得两者不会存在碰撞危险，但又处于通讯范围内。(地球上的操控者将通过火星漫游车操纵直升机。)

考虑到火星大气层的密度只有地球海平面大气的1%，所以，如果这个项目取得成功的话那将会是一个相当大的成就。在火星地表上空巡航相当于在地球10万英尺(3万米)的高空飞行，这是任何直升机飞行高度的两倍之多。(Grip说，稀薄空气造成的飞行障碍也被火星较低的引力所抵消，它的引力相当于地球引力的38%。)

Grip说，为了产生足够的升力，火星直升机使用了两个3.9英尺(1.2米)长的刚性旋翼——这几乎是团队所能制造的最大的旋翼了。任务小组成员说，这些旋翼将以每分钟2400转的速度旋转，大约比地球直升机的旋转速度快10倍。

Grip说，这个团队已经在地球上类似火星的环境中多次测试了这个设计，这艘小飞行器已经蓄势待发。

“飞行模型已经建立完成了，并且也大概经过了测试，”Grip说。

当然，最终的测试还是要在火星上进行的。

“火星直升机的首次飞行将像莱特兄弟凭借小鹰号取得的飞行成就一样伟大，同时它还意味着一个新时代的开始，”美国宇航局革命性垂直升降技术项目经理苏珊·戈登(Susan Gorton)上周在一份声明中说。(该项目一直与火星直升机团队合作。)

“对于我们这些研究飞行相关事宜的研究人员来说，这将是一个非凡的历史性时刻，”戈登补充说。

这样的历史性时刻可能并不仅限于火星的天空。美国宇航局正在考虑向土卫六发射一个四轴飞行器着陆器。这项名为“蜻蜓”的任务将在土卫六上从一个地方飞到另一个地方，以调查在这颗可能孕育生命的卫星上发生的复杂化学反应。

蜻蜓号是美国国家航空航天局(NASA)新推出的“中等成本前沿计划”(frontier program)的两个最终入围项目之一;另一个竞争项目是一个叫做凯撒的彗星样本采集任务。美国宇航局预计将在今年晚些时候宣布其最终选择。

Grip说，火星直升机和蜻蜓团队到目前为止还没有进行合作。