科学家试图通过仿生技术打造可在火星大气中飞行的飞机

科学家试图通过仿生技术打造可在火星大气中飞行的飞机，一次任务可完成大范围的探索和勘探作业

到目前为止，我们对地外天体的探索几乎完全依靠轨道探测器和登陆器，比如在火星任务中，固定式着陆器或者漫游者火星车是探索火星表层土壤的重要平台，科学家希望能设计出在在火星大气中飞行的飞行器对火星近地面层进行大规模地探索，但问题是火星大气非常稀薄，只有地球海平面大气密度的1.6%，这意味着常规飞行器可以在火星大气中以较高的速度飞行，然而可在火星大气中飞行的飞行器是否可行呢？

众所周知，对于流体中的物体可以通过雷诺数（Re）来表示飞行器周围的情况，其涉及到飞行器长度、速度以及流体密度等参数，由于火星大气的密度较低，科学家认为可以将飞行器设计成类似昆虫的扑翼模式，地球上的昆虫鸟类飞行是低雷诺数飞行，在升力不足时可以通过扑打、翻动翅膀获得足够的向上作用力，空气粘性效应比较明显，当然鸟类与昆虫相比，空气粘性作用相对会弱一些，可以通过气流来控制飞行姿态，从某种角度上看，昆虫其实是在空气中游泳，而不是飞行。

因此，在设计火星飞行器时需要有一个系统方程，通过精确设计的平均扑打频率方程可以预设飞行器的质量、机翼面积等参数，我们可以在方程中对飞行器参数进行调节，使其满足火星的重力环境和空气密度。最终科学家可以获得一个雷诺数范围，从仿生学角度设计火星飞行器，有研究认为天蛾是很好的研究对象，采用与天蛾类似的飞行技术可以打造出适合火星大气中飞行的飞行器。由于火星大气密度较低，只需要稍微一跃就能前进很远，如果我们拥有这样的飞行器，就能在短时间内完成对火星表面很大区域的探索任务。

科学家认为或许有一天我们会在火星上部署鸭子大小的天蛾飞行器，仿生学技术是设计火星飞行器的重要途径，当然，飞行器还需要面对电力供应和维护等问题，其优势也非常明显，可在一次任务中完成对火星表面广大区域进行勘探。(腾讯科学 Everett/编译)