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普朗特米可以成为第一个火星飞机吗?

em今年晚些时候,美国宇航局的研究人员将测试可能导致火星上第一架飞机的原型机空气动力学。 / em

当一架飞机在20世纪20年代首次在火星上飞行时,NASA阿姆斯特朗的创新可能已经成为可能。

预计将于今年晚些时候从高空气球上发射的初步研究空气动力学设计陆上火星原型或普朗特米,这是一种带有扭曲的飞行翼飞机。美国国家航空航天局阿姆斯特朗首席科学家兼普朗特姆项目经理Al Bowers说,Prandtl-m将在大约100,000英尺的高度发布,这将模拟火星大气层的飞行条件。

这些测试可以验证飞机的工作方式,从而导致进行修改,使其能够从3U CubeSat中折叠并部署在未来的火星探测器的空壳中。 CubeSat是用于空间研究的微型卫星,通常每个维度大约四英寸,3U是堆叠在一起的三个。

鲍尔斯说:“这架飞机将成为将火星探测器送入地球的喷气式飞机的压载舱的一部分,它将能够在火星大气层展开和飞行并滑翔和降落。普朗特米可能飞越一些未来的宇航员任务提议的着陆点,并将回放到地球的非常详细的高分辨率照片地图图像告诉科学家这些着陆点的适用性。“

他说,由于Prandtl-m可以乘坐CubeSat作为2022-2024年在火星飞行器/火星漫游者背负式飞机上搭载的压载物,因此额外的重量不会增加任务的成本。一旦在火星的气氛中,普朗特米将从其主机中出现,部署并开始其使命。

“这将有10分钟左右的飞行时间。鲍尔斯说,这架飞机将在距离火星表面最近的2000英尺处滑行,飞行距离大约为20英里。“

在此之前,将为地球上的三项测试中的第一项开发配置。

“我们有许多暑期社区大学生来临,他们将帮助我们设计和制造完成任务第一阶段的飞机,”鲍尔斯说。 “我们打算制造一些车辆,我们会把它们放在非常不寻常的态度,看看它们是否会恢复到其他飞机不会的地方。我们的期望是他们会恢复。只要我们得到这些信息,我们会感觉到从高空气球上飞起来会好得多。“

事实上,Bowers将Prandtl-m的想法归功于与NASA Armstrong航空工程师Dave Berger的头脑风暴会议,该工程师专门从事流动物理和推进,并与教育办公室合作。伯杰和鲍尔斯讨论了一个大学生可以沉浸其中的项目,这将是非凡的 - 帮助准备一辆可能导致火星飞行器的车辆是他们的答案。

Bowers表示:“实际飞机部署时的翼展尺寸为24英寸,重量不到一英镑。” “火星重力在地球上的38%,实际上可以让我们达到2.6磅,而且火星上的重量也只有1磅。它将由复合材料制成,无论是玻璃纤维还是碳纤​​维。我们相信这种特殊设计可以最好地从弹出的不寻常状况中恢复。“

鲍尔斯说,在美国宇航局阿姆斯特朗管理的飞行机会计划已同意在未来几年为两个气球飞行提供资金,并在此之后进行一次探空火箭飞行,以证明飞行员将如何在火星上工作。航班将在两个地点之一 - 亚利桑那州的图森或俄勒冈州的Tillamook。美国宇航局位于加利福尼亚Moffett Field的艾姆斯研究中心负责管理飞行机会请求和技术选择,以便在商用飞行器上进行测试和演示。

“我们最初将使用GPS,但显然火星上没有GPS,所以稍后我们将不得不寻找其他导航设备,”鲍尔斯说。 “但是提供航点导航的小型自动驾驶仪,这是我们将要在研究车辆上运行的事情之一,然后是未来气球飞行的原型。”

飞行测试还可能包括一些适用于火星任务的科学研究。

“我们可以在第一次气球飞行时在Prandtl-m上安装两种小型科学有效载荷中的一种,”Bowers说。 “它可能是测绘相机,或者可能是一个小型的高海拔辐射计,用于测量地球大气层非常高的高度的辐射。最终飞机可能同时携带他们两个。“

他表示,计划在明年进行第二次气球研究飞行,并且将搭载一架能够返回发射场的飞机,飞行时间可以长达五个小时,因为它可以滑回地球。

“我们将再次做同样的事情,气球飞行到大约相同的高度,”鲍尔斯说。 “在这个任务上,Prandt-m实际上是在一个CubeSat容器内。这个气球会掉落CubeSat容器,然后飞机在下落后立即从容器中展开,展开并飞走。“

鲍尔斯说,成功可能会导致第三项任务已经在讨论中,因为飞行机会计划可以使用能够飞行到非常高的高度的探空火箭。

“这个任务可能会达到45万英尺,并从远地点的CubeSat发布,”他说。 “这架飞机将重新回到地球大气层,当它接近110,000至115,000英尺的高度范围时,滑翔机会像火星表面一样展开。

“如果Prandt-m完成450,000英尺的下降,那么我认为该项目很有可能能够去NASA总部,并表示我们希望获得与其中一名漫游者搭车前往火星的许可。”

资料来源:Jay Levine,美国宇航局阿姆斯壮飞行研究中心X-Press编辑

图片:美国国家航空航天局插图/丹尼斯卡拉巴

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