科学探索|那些将在外星世界中“一展身手”的有趣飞行器( 二 ) 那些将在外星世界中“一展身

火星大气密度只有地球的1%，因此飞行器难以产生升力。这就意味着，火星直升机自重必须非常轻，但又要能携带锂电池、传感器和摄像机，还要具有隔热和保温功能、以度过火星上的冰冷长夜。只要攻克了这些挑战，将飞行器重量控制在1.8千克以下，你也能打造出自己的“机智号” 。工程师从90年代就开始研究火星直升机了，但技术条件一直不具备。不过从2010年开始，研究进展开始加速，最后成功实现了技术论证。
工程师们其实还考察了固定翼飞行器，但火星上没有机场，因此直升机更为合适。
上世纪90年代，“机智号”所需的电池才刚刚被发明出来，碳纤维的潜力也尚未被人发掘。此外，传感器、超轻计算机和飞行算法也远不够成熟，人类更是还不具备打造和操控这类设备的能力。如今20多年过去，情况已大为不同。在今天的地球上，无人机不仅被用来运送包裹和疫苗，还常用于考察粮食作物和考古遗迹。这些技术全都在恰当的时间凑到了一起，“机智号”才得以问世。
“机智号”已经完成了数次试飞，目前仍在执行飞行任务。这样做主要是为了证明可以在火星上飞行，并且已经成功了19次。每次成功完成试飞，都提供了大量宝贵的工程数据。
土卫六的情况则与火星恰好相反，走向了另一个极端。土卫六的大小与月球相仿，表面覆盖着一层冰壳，下方是一片包裹整颗星球的巨大海洋，不仅气候寒冷，还会下“甲烷雨” 。有科学家提出，我们可以用船只探索土卫六表面，用潜水艇探索其地下海，用飞艇探测大气层。
土卫六的环境非常特殊，很适合用比空气重的飞行器开展探索。土卫六上引力较小、且大气稠密，意味着飞机和直升机的体型可以做得更大，携带的荷载也可以更重，能实现的功能也比在火星上丰富。土卫六的特殊环境意味着，像“蜻蜓号”这样的旋翼飞行器可以携带强大的核电池、实验设备、计算机硬件、以及强韧的滑撬式起落架。

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“蜻蜓号”将在飞越土卫六表面的过程中自行绘制地图。

目前我们掌握的土卫六地图还不够详细，但“蜻蜓号”会在飞近着陆点时判断形势，若无法安全着陆，就接着飞往下一个着落点。“蜻蜓号”会在飞行过程中绘制自己的地图，采用这种着陆方法的风险最小。
不过在这一点上，火星的优势就胜过土卫六了。各种轨道探测器已经围绕火星飞行了数十载，足以担当“机智号”的侦察兵，还可以担任通信中继器。而“蜻蜓号”就只能直接与地球进行通讯，还得亲自勘测地形。
数据从火星传回地球只需不到一天时间，而从土卫六传回地球，耗时就要长得多了。
继土卫六之后，我们的下一个目标可能是地球的“姐妹”——金星。金星的大气密度高达地球的90倍，表面温度约为475摄氏度，气压约93bar，相当于地球海面下方1.6公里处的压强。
金星大气层十分恐怖，地表上方约50公里处有一片巨大而稠密的云层，厚度接近20公里，最高处可达地表上方70公里，比地球大气稠密得多。在这个高度上，太阳能航天器应该能在其中飞行，并且借助现有技术便可做到。
在金星飞行器的概念设计中，还将有一架更贴近表面的飞行器，不过这将是一项巨大的挑战。这架飞行器的发动机类似于“斯特林发动机”，可以将金星表面处的极端高温转化为能量、等到凉爽的高空使用。目前采用这种发动机的飞机还寥寥无几，若能成功，它也将成为其中之一。