火星探測正吸引著全世界的目光。如何更高效地開展火星探測也成為全球共同面臨的難題。火星無人機被視為解決問題的方向之一。

其實，早在2019年，中科院相關團隊就已針對火星無人機開展預先研究，經過為期兩年的研制，日前自主設計研制的火星無人機原理樣機預研項目已通過驗收。

做火星車的“導游”

“這個無人機本質上是一臺帶有微型多光譜探測成像系統的巡飛無人機，可充當火星車的領航員，實現火星車科學探測效能的倍增。”卞春江說。

按照火星無人機的設計能力，在一次飛行中，它可以完成半徑幾百米范圍的火星地表成像，快速、精確掌握火星車周邊地形和地表物相關成分。

通過微型光譜儀，無人機能對火星上的巖石等地表物進行探測，看看有沒有可能存在水、碳基有機物、氮化物等代表生命跡象的物質，如果發現高價值的目標，無人機可以引導火星車又快又準地抵達目標。同時，無人機也能夠快速掌握火星車周邊地形地貌，幫助火星車避障。如此一來，在無人機的引導下，火星車既可以高效地完成科學探測任務，還能準確避開行駛中的危險區域。

著巡合影 國家航天局供圖

骨骼清奇的無人機

與人們平日里看到的有四個螺旋槳的方形無人機不同，火星無人機的“頭”上有兩根平行的、各1.4米長的螺旋槳，螺旋槳的下面有四條機械“腿”，還有一個等待包裝起來的四方型“肚子”，“肚子”里可以安裝作為“大腦”的計算機及電池等單元。這臺無人機搭載了一臺微型光譜儀，所有的設備加起來，無人機總重量為2.1公斤。

在設計性能方面，火星無人機的飛行高度初步定位在5到10米，一次可以飛3分鐘，1分鐘大約能飛300米左右，可通過無線充電的方式從火星車獲得電力。

降落傘與背罩國家航天局供圖

“還有很多工作要做”

前不久，火星無人機預研項目通過驗收，預研項目被評價為“為我國后續火星探測提供可能手段”。

“預研項目的研究目標是突破火星地表巡飛探測系統的關鍵技術，驗證技術可行性，為未來火星地表區域巡飛光譜探測奠定技術基礎。”卞春江表示，通過火星地表巡飛光譜探測系統原理樣機研制與環境模擬測試，研究人員已驗證相關技術的可行性。

此外，卞春江表示，火星無人機的后續研制，需要有低壓、低溫、大尺寸環境模擬試驗條件，但目前國內還沒有能夠同時滿足這些條件的試驗艙。為了讓研究工作能夠繼續往下推進，他們正在想辦法爭取新支持。

“未來5到6年將是研究的窗口期。”卞春江說，“我們希望能夠攻克這些技術難題，讓無人機搭載下一次火星探測任務登上火星。”

編輯：周佳慧