Prandtl-m可以成为第一架火星飞机吗？

下图显示了Prandtl-m在火星表面上方飞行的样子。

今年晚些时候，美国宇航局的研究人员将测试飞机的空气动力学原型，该原型可能会导致火星上的第一架飞机飞行。

当一架飞机在2020年代首次在火星上飞行时，NASA阿姆斯特朗（NASA）的创新可能使它成为可能。

计划在火星上着陆的空气动力学初步研究的原型机，即Prandtl-m，它是一种带有扭曲的飞行翼飞机，计划于今年晚些时候从高空气球上发射。NASA Armstrong首席科学家兼Prandtl-m项目经理Al Bowers表示，Prandtl-m飞机将在大约100,000英尺的高度上被释放，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，并进行修改，使其可以从3U CubeSat折叠并部署到未来火星漫游者的机体中。CubeSat是用于太空研究的微型卫星，通常每个维度约4英寸，而3U则是堆叠在一起的三个。

鲍尔斯说：“飞机将是从将火星探测车带到地球的航空器弹射出的镇流器的一部分。”它将能够在火星大气层中部署和飞行，然后下滑并降落。Prandtl-m可能会飞越某些拟议的着陆点以供未来的宇航员飞行，然后将非常详细的高分辨率摄影地图图像发送回地球，从而可以告诉科学家这些着陆点的适用性。

他说，由于Prandtl-m可以在2022年至2024年进入火星的航空器/火星漫游者背负式烟囱上乘坐作为镇流器的CubeSat，因此额外的重量不会增加任务的成本。一旦进入火星大气层，Prandtl-m便从其东道国出现，部署并开始执行其任务。

“它将有大约10分钟的飞行时间。这架飞机将滑行至火星表面最后2,000英尺，航程约20英里。”鲍尔斯说。

在此之前，将为地球上的三个测试中的第一个开发配置。

鲍尔斯说：“我们有许多夏季社区大学生来，这将帮助我们设计和制造完成任务第一阶段的飞机。”“我们将制造一些车辆，并将以非常不寻常的态度对待它们，看看它们是否能在其他飞机无法恢复的地方恢复。我们的期望是他们会康复。一旦获得这些信息，我们就会感觉从高空气球上飞起来要好得多。”

实际上，鲍尔斯将Prandtl-m的想法归功于与同事Dave Berger进行的集思广益会议，后者是NASA阿姆斯特朗航空工程师，专门研究流物理学和推进力，并与教育办公室合作。伯杰（Berger）和鲍尔斯（Bowers）讨论了一个让大学生沉浸其中的项目，这非同寻常-帮助他们准备出可能导致火星飞行器的车辆。

鲍尔斯说：“部署时，实际飞机的翼展为24英寸，重量不到一磅。”“由于火星引力占地球重力的38％，这实际上使我们重达2.6磅，而汽车在火星上的重量仍仅为1磅。它将由玻璃纤维或碳纤维的复合材料制成。我们相信，这种特殊的设计可以最好地从喷射的异常情况中恢复过来。”

鲍尔斯说，由美国国家航空航天局阿姆斯特朗管理的飞行机会计划已同意在未来几年内资助两次气球飞行，并可能在随后进行一次探空火箭飞行，以证明飞行器将如何在火星上工作。该航班将在两个地点之一-亚利桑那州图森或俄勒冈州蒂拉穆克。NASA位于加利福尼亚州莫菲特菲尔德（Moffett Field）的艾姆斯研究中心（Ames Research Center）管理着“飞行机会”的征集和技术选择，这些技术将在商用飞行器上进行测试和演示。

鲍尔斯说：“我们将最初使用GPS，但显然火星上没有GPS，因此以后我们将不得不寻找其他导航方法。”“但是，提供航路点导航的小型自动驾驶仪，这是我们将要在研究飞行器上进行的工作之一，然后是在将来进行气球飞行的原型上进行的工作。”

飞行测试还可能包括一些适用于火星任务的科学研究。

鲍尔斯说：“在第一次气球飞行中，我们可以在Prandtl-m上拥有两个小型科学有效载荷之一。”“它可能是测绘相机，也可能是小型的高空辐射计，用于测量地球大气非常高的高度处的辐射。最终，飞机可能会同时携带两者。”

他说，计划明年从气球进行第二次研究飞行，该飞机将配备能够返回发射场的飞机，飞行时间可能长达五个小时，它可以滑回地球。

鲍尔斯说：“我们将在大约相同的高度进行一次气球飞行，再次做同样的事情。”“执行该任务时，Prandtl-m实际上将位于CubeSat容器内。气球会掉落CubeSat容器，然后飞机会在掉落后立即从容器中展开，展开并飞走。”

鲍尔斯说，成功可能导致正在讨论的第三项任务，因为“飞行机会计划”可以使用能够升空到很高高度的探空火箭。

他说：“该任务可能达到450,000英尺，并从远地点的CubeSat处释放。”“飞机将坠入地球大气层，并且当其接近110,000至115,000英尺的高度范围时，滑翔机将像在火星表面一样展开。

“如果Prandtl-m完成了450,000英尺的下降，那么我认为该项目很有可能到达美国宇航局总部，并说我们希望获得其中一辆漫游者的许可乘坐火星。”

图像：NASA插图/丹尼斯·卡拉巴（Dennis Calaba）