打造飞往火星的无人机没有捷径

米米·昂还是个小女孩时，就学到了决定她在 NASA 职业生涯的一课。当她为一道数学题而苦恼时，她向拥有数学博士学位的母亲寻求指导。她很快就厌倦了母亲的长篇解释，要求母亲迅速给出答案。昂清楚地记得这位平时说话轻声细语的女人严厉的斥责：“永远不要问我要捷径。”

没有捷径。对于领导第一架飞往另一个世界的自动无人机团队的电气工程师来说，这是一条好规则。当火星直升机于 2021 年抵达这颗红色星球时，它将进行五次难度越来越大的飞行，也许还会拍摄一些照片。

美国宇航局希望证明这项技术足够有效，以便开发更大的直升机，用于收集样本、进行空中勘测，甚至在未来的任务中运送货物。这样的机器可以探索火山和熔岩管，飞越峡谷，并调查探测车无法到达和探测器无法看到的其他区域。

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“这不仅仅是在另一个星球上飞行，”昂说，他负责监督美国宇航局喷气推进实验室的直升机建造和测试。“它将为全新的探索打开大门。”

火星大气密度只有地球的 1%，因此在离火星表面 9 到 15 英尺的高空飞行相当于在地球上空 10 万英尺的高空飞行。为了获得升力，反向旋转的叶片将以 2,300 到 2,500 rpm 的速度旋转，大约是地面直升机的五倍。将飞船送往藏在火星 2020 探测器下面的红色星球需要将螺旋桨的直径限制在 4 英尺以内。考虑到在那里飞行的物理原理，这种尺寸的转子在地球上无法举起超过 4 磅的重量。

正是这样的工程挑战，让昂在 1990 年来到了喷气推进实验室。她对太空的迷恋始于她小时候在缅甸的时候。虽然她出生在美国，她的父母在那里获得了博士学位，但她还是个蹒跚学步的孩子时，全家就回到了家乡。昂在成长过程中没有太多的物质财富，她经常凝视着星空，想知道我们是否孤独。“你拥有的越少，你就越想这些事情，”她说。

昂对数字的热爱使她进入父母的母校伊利诺伊大学香槟分校学习电气工程。在她完成硕士学位时，一位教授提到了喷气推进实验室处理来自深空的微弱信号的工作。昂认为这是一个将她对数学的热爱、对太空的迷恋和工程技能结合到一份理想工作中的机会。

她的职业生涯始于深空网络（NASA 与航天器通信的工具），之后她开发了制导、导航和控制系统。2013 年，JPL 任命她为自主系统部门副经理，两年后又任命她领导火星直升机团队。“我天生适合这个职位，”她说。

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该直升机采用 5.5 英寸宽的立方体机身、一对碳纤维旋翼和一个 1300 万像素摄像头。六块锂离子电池为其供电。该旋翼机于 2019 年 1 月成功完成试飞，并计划于同年 7 月随火星 2020 任务一起升空。

它将于次年 2 月抵达火星。部署后，这只小鸟将利用太阳为电池充电，然后进行诊断测试并等待飞行命令。考虑到地球和火星之间的距离以及其他因素，昂可能需要等待几个小时才能知道飞船是否听从了命令，因为在太空中没有快速答案。也没有捷径。

本故事最初发表于《大众科学》杂志2019 年秋季刊。