NASA正在测试核动力蜻蜓号无人机并希望在土星的卫星——「泰坦」上飞行
美国宇航局的蜻蜓旋翼机正在进行测试,这是一种核动力、汽车大小的无人机,将在土星的卫星泰坦上寻找潜在的生命迹象。但在蜻蜓号飞上天空之前,美国宇航局必须确保它能够承受月球独特的环境。
蜻蜓号的主要目标是研究土卫六上的复杂化学物质,这可能有助于深入了解太阳系生命的起源。该飞行器配备了摄像机、传感器和采样器,将调查土卫六已知含有有机物质的区域,特别是这些物质过去可能在月球冰冷表面下遇到液态水的区域。
着陆器将使用四个双同轴转子穿越土卫六的富氮大气层,但为了确保这些转子能够在这种条件下运行,蜻蜓团队在弗吉尼亚州汉普顿的 NASA 兰利研究中心进行了多次测试,包括操作无人机的转子在一个可以模拟土星最大卫星大气条件的风洞中。
艺术家对泰坦表面上的蜻蜓旋翼飞行器着陆器的印象。(图片来源:NASA/约翰·霍普金斯 APL/史蒂夫·格里本)
约翰霍普金斯大学应用物理实验室 (APL) 的蜻蜓任务系统工程师肯·希巴德 (Ken Hibbard) 在NASA 的一份声明中表示:“所有这些测试都将纳入我们的蜻蜓泰坦模拟和性能预测中。”
Dragonfly 已经进行了四次测试:其中两次在 14 x 22 英尺的亚音速隧道中进行,另外两次在 16 英尺的跨音速动力学隧道 (TDT) 中进行。亚音速隧道用于验证任务科学家开发的流体动力学模型,而 TDT 的可变密度重气体能力用于验证蜻蜓号可能在泰坦上遇到的模拟大气条件下的计算机模型。
APL 项目测试负责人伯纳丁·朱利亚诺 (Bernadine Juliano) 表示,最近一次测试于 6 月份进行,涉及半比例的 Dragonfly 模型,并进行了数百次测试。
朱利亚诺说:“我们在各种风速、旋翼速度和飞行角度下测试了预期飞行包线的条件,以评估飞行器的空气动力学性能。” “我们总共完成了 700 多次运行,包含 4,000 多个单独的数据点。所有测试目标均已成功实现,这些数据将有助于增强我们在地球上的模拟模型在推断土卫六条件之前的信心。”
在弗吉尼亚州汉普顿的 NASA 兰利研究中心进行风洞测试后,蜻蜓团队成员对半比例着陆器模型进行了审查。(图片来源:约翰霍普金斯大学 APL/Ed Whitman)
分析这些丰富的数据需要来自中佛罗里达大学和硅谷美国宇航局艾姆斯研究中心等机构的专家的共同努力。负责监督 TDT 测试活动的 APL 的 Rick Heisler 强调了这些测试对于了解蜻蜓在土卫六独特大气中的旋翼性能的价值。
海斯勒说:“在海平面环境压力和温度下运行时,TDT 中的重气体环境的密度比空气高三倍半。” “这使得转子能够在接近泰坦的条件下运行,并更好地复制实际着陆器将经历的升力和动态负载。”
随着任务的各个部分整合在一起,任务的艰巨性和任务的历史性成为团队关注的焦点。
“通过蜻蜓号,我们正在将科幻小说变成探索事实,”希巴德说。“这项任务是一点一点地完成的,我们对将这架革命性旋翼机送上泰坦天空和表面的下一步每一步都感到兴奋。”