【科学|火星探测主力为何是漫游车，而非直升机？直升机升空有多难？】本文参加百家号 #科学了不起#系列征文赛 。
人类对火星情有独钟 ， 文学家们喜爱火星 ， 一直以来就流传着各种各样关于火星的传说 ， 科学家们也喜欢火星 ， 多年来他们研究火星 ， 使得火星成为了地球以外 ， 人类最为了解的星球 ， 了解程度甚至超过了月球 ， 更有人把火星比喻为太阳系中的第二个地球 。
说火星是太阳系中的第二个地球 ， 实在是有些言过其实了 ， 人类之所以研究火星、探索火星 ， 并不是因为火星与地球多么的相像 ， 而是实在没有什么别的办法 。 目前人类的航天水平还十分有限 ， 能够勉为其难进行深度探索的星球也就只有眼前的这三个：月球、金星和火星 。 早在1969年 ， 人类便登上了月球 ， 虽然人类已经踏足这颗星球 ， 但这颗星球对于人类的价值实在有限 ， 它太小了 ， 又没有大气 ， 昼夜温差大得惊人 ， 想要住到月球上去 ， 几乎是没有什么可能 。
转过头来看看金星 ， 这是一颗看起来与地球最为相似的行星 ， 它大小与地球相仿 ， 又是地球的邻居 ， 虽然比月球远得多 ， 但努努力 ， 还是去得了 。
不过当人类第一次近距离了解了金星的状况后 ， 一切幻想便都打消了 ， 这是一颗环境极其恶劣的星球 ， 基本上可以称得上是一颗“火之炼狱” ， 温室效应使得这颗星球的表面温度达到了464摄氏度 。 既然月球和金星都没有什么改造的价值 ， 人类就只好瞄准火星了 。 这里虽然同样也不宜居 ， 但还是可以看到一些曙光 ， 毕竟这里有稀薄的大气 ， 两极还有冰盖 ， 改造一下 ， 未来没准还真有希望成为人类的旅居地 。 正是因为如此 ， 人类才对火星拥有如此浓厚的兴趣 ， 探索和研究火星成为了很多国家航天计划的重要组成部分 。
那么探索火星依靠的是什么呢？是漫游车 ， 而且在未来很长一段时间里 ， 漫游车可能都是火星探索的主力军 。
火星漫游车的确是挺炫酷的 ， 不过说到底 ， 它毕竟也就是台车 ， 得依靠轱辘向前跑 ， 无论是速度还是视野 ， 都不是很优秀 ， 那么为什么不使用直升机呢？其实使用直升机来进行火星探索也是科学家们一直以来的梦想 ， 毕竟直升机肯定拥有比漫游车更好的视野 ， 能够从更有利的角度来观察火星的情况 ， 所以在2021年2月 ， 机智号火星直升机就搭载毅力号火星车降落在了火星的表面 。
作为人类航天史上第一架在为星球起飞的无人机 ， 机智号并没有肩负什么了不起的使命 ， 它的主要任务只有一个 ， 就是“正常起飞” ， 在主要任务能够达成的前提下 ， 在顺便用它的两个摄像头拍摄一些照片 ， 回传地球 。
人类历史上第一架在外星球起飞的无人机的主要任务为什么仅仅是“正常起飞”呢？在火星起飞很难吗？的确很难 。
我们先来看看直升机为什么能够升空 。 让直升机起飞的升力来自于它的螺旋桨 ， 那么螺旋桨是如何通过转动产生升力的呢？当直升机起飞时 ， 它的旋翼便开始旋转 ， 随着桨叶转动的加快 ， 在桨叶的上方空气流动的速度逐渐加快 ， 而在桨叶的下方 ， 空气流动的速度则会减慢 。
在这里 ， 我们要提出一个原理 ， 就是伯努利原理 ， 这一原理简单来讲就是在气流或水流之中 ， 流速小 ， 压力就大；流速大 ， 压力就小 。 平时我们站在站台边缘等地铁的时候 ， 当列车呼啸而来 ， 有时我们会感觉有一股力量将我们向前推 ， 就是因为高速而来的地铁使得我们面前的空气流动速度加快了 ， 所以前方的压力变小了 ， 而后方的空气流动速度相对较慢 ， 所以压力较大 ， 后面压力大 ， 前面压力小 ， 所以我们就会感觉有股力量把我们向前推 ， 所以等地铁时 ， 不要站得太靠前 。
直升机的升力就是利用了伯努利原理 ， 由于转动的桨叶上方的空气流动速度快 ， 所以压力小 ， 而下方的空气流动速度慢 ， 所以压力大 ， 于是旋翼的上下就出现了压力差 ， 于是就产生了一个向上的升力 。
在地球之上 ， 要获得升力 ， 相对较为简单 ， 但在火星之上就有所不同了 。 火星的大气压只有地球的0.6% ， 可谓是非常稀薄 ， 所以为了能够让无人机飞起来 ， 机智号尽量减轻了负重 ， 只携带了两个摄像头和一个无线传输模块 ， 总重只有1.8kg ， 且为了能够获得更大的升力 ， 它的螺旋桨转速达到了每分钟2400转 ， 即便如此 ， 理论上它也只能维持最长30秒的跳跃式飞行 。 由此可见 ， 在未来很长一段时间内 ， 火星探测的主力军仍然还是漫游车 。
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