据美国国家航空航天局（NASA）官网最新报道，美国已完成下一代火星直升机旋翼关键测试，其叶片尖端速度在模拟火星大气环境中突破音速达到 1.08 马赫（1马赫即1倍音速），这将为未来火星飞行器携带更重科学仪器与有效载荷、开展低空探索奠定基础。

团队在测试研究中丨NASA官网

此次测试延续了“机智号”火星直升机的探索。2021 年，“机智号”完成人类首次地外行星动力受控飞行，但其仅作为技术验证机，未搭载科学设备。新一代火星飞行器（SkyFall项目）需具备实际载荷能力，以支持科学探测及未来载人或机器人任务。由于火星大气密度仅为地球的 1%，且引力可观，产生足够升力极具挑战，突破旋翼速度极限成为核心方向。

此前，NASA 喷气推进实验室“机智号”团队将旋翼转速控制在 2700 转/分钟以内，叶片尖端速度维持在 0.7 马赫，以避开音障附近的复杂物理现象。火星音速约为每小时 869 公里，而地球海平面音速约为每小时 1220 公里。为突破升力限制，测试团队在太空模拟舱中，充入二氧化碳模拟火星大气，逐步提高三叶旋翼转速并结合迎风条件进行测试。

最终，旋翼转速达 3750 转/分钟，叶片尖端速度先达 0.98 马赫，后在迎风条件下突破至 1.08 马赫，将火星飞行器升力提升 30%。后续测试的两叶 SkyFall 旋翼，仅需 3570 转/分钟即可达到相近速度。

测试中，团队在舱内关键位置铺设金属板以防意外。此次突破验证了旋翼在超音速条件下的安全性，为下一代火星直升机的设计提供了关键数据。SkyFall 任务团队已将测试结果纳入设计规格，计划 2028 年 12 月向火星发射三架下一代直升机，延续“机智号”的探索使命。

未来，具备更强载荷能力的火星直升机可携带更重科学仪器、更大容量电池，实现更长距离与更复杂的探测任务，助力研究火星地质、气候及潜在生命迹象，为载人登陆铺路。

来源/科普中国

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