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NASA

NASA計畫要派出小型撲翼機,增加探索火星的效率。這個稱為火星小蜜蜂(Marsbee)的撲翼機,將能提高人類在火星環境進行探勘與科學任務的可行性。

NASA的火星小蜜蜂計畫,概念就像是星海爭霸中的母蟲搭載子蟲的百生獸一樣,由無人火星漫遊車當作移動基地,載著成群的火星小蜜蜂,到欲探索的地域時,再放出火星小蜜蜂執行探勘任務。

火星小蜜蜂身上搭載感測器以及無線通訊設備,而火星漫遊車可作為充電基地以及主要通訊中心,NASA認為,由蜂群構建的探測系統,除了具有重構感測網路的好處外,還可以彈性地派出一隻或是一群互相溝通協作的火星小蜜蜂,進行樣本或是資料收集,而這種架構組成韌性系統,能大大提高任務容錯性。

火星小蜜蜂身長約4公分接近大黃蜂尺寸,翅膀約為蟬翼大小,以模仿鳥類或是昆蟲拍動翅膀的方式撲翼飛行。而這也是這個計畫的關鍵技術之一,利用仿生學設計的無人飛行器,應用在太空探索中,結合空氣動力學以及低功耗節能設計,NASA表示,根據初步的模擬資料,拍動如蟬翼大小的翅膀,能提供足夠的升力,讓火星小蜜蜂懸浮在火星大氣中。

火星小蜜蜂還應用了先進的能量採集機制,減少飛行所需要的動力,以延長飛行時間。由於火星極低的空氣密度,導致慣性力嚴重影響火星小蜜蜂的移動,而NASA精密的機械設計解決了這個問題,他們將驅動翅膀拍動的扭力彈簧(Torsional Spring)安裝在翅膀根部,以避免能量浪費以及減少共振造成的整體慣性。

而且看來火星小蜜蜂除了有翅膀外,可能還會有小螺旋翼。NASA提到,現在人類對於旋翼技術的設計以及控制更為成熟,而這兩項技術特別適用於仿生撲翼機,提供飛行器在火星地貌上移動的能力。

這項計畫由美國以及日本合作,共同解決火星小蜜蜂在火星大氣層中撲翼飛行的問題。美國阿拉巴馬大學的團隊負責模擬火星環境,對撲翼機進行建模、分析以及最佳化,並交由日本團隊負責開發火星專用撲翼機。

計畫第一階段先測試先前日本團隊所開發的蜂鳥飛行器(MAV),並在模擬的火星大氣中試飛,藉以收集資料與調整設計。第二階段會深入探討飛行器機動性,包括陣風、起飛與著陸、動力與遙感,替火星小蜜蜂為任務做最佳化。


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