你有没有想过，要是能把无人机开到火星上去取样，那得是什么样的场景？中国的天问3号计划在2028年前后把火箭发射上去，然后在2030年把那些宝贵的火星样品送回地球。这个任务可不像咱们想象的那么简单，它得用上三种方法来挖土：一种是用机械臂直接铲取表层的泥土，另一种是钻孔去挖深层的土壤，这俩活儿都得靠着陆器来干。不过第三种办法就不一样了，那是要派火星无人机去完成。 这架无人机可不是在着陆器旁边瞎转悠着拍照的，它是个名副其实的“采样工”，一旦飞到目的地，就直接下手抓样本。你可能会问，既然有火星车了，为啥还要搞个无人机？那是因为着陆器在降落的时候会喷发出羽流污染周围的环境，这对取样非常不利。无人机就能帮上大忙了，它能在着陆器周围几百米的范围内随便飞，想在哪儿取样就在哪儿取样，不受地形限制。这可比火星车自由多了，火星车虽然也能动弹几下，但碰上大坑小山的还是去不了。 火星上的大气主要是二氧化碳，而且很稀薄，低空的密度只有地球的1%，差不多相当于地球几万米高空的样子。在这种地方飞东西确实难办，升力效率低得吓人。不过也不用怕，美国NASA的“机智号”早就给咱们做了示范。机智号是在2020年7月跟着毅力号火星车一块儿发射的，2021年2月才降落到火星上的耶泽罗陨石坑。到了2021年4月，它就完成了人类旋翼飞行器在火星上的首次飞行，那时候的记录可是很了不起的。后来因为桨叶受损太严重了，它才在2024年1月停飞。 当初的计划是让它工作30个火星日、飞5次就够了，没想到这小家伙超期服役了快三年，一共飞了72次、总共飞了两个多小时、累计航程超过了17公里。机智号本身用的是碳纤维复合材料做的特别轻特别结实的结构，在火星上才680克重（在地球大概1.8公斤）。它设计得比较简单功能也不多，就是靠两对反向转动的旋翼来抵消扭矩的。旋翼直径大概1.2米左右，转速在每分钟2400到3000转之间，能飞到24米的高度、时速36公里。 它主要是给毅力号当开路先锋用的，毅力号负责挖土采样。这次中国的天问3号不一样了，它不仅能飞还能干活儿。从公布的那些专利和论文来看，天问3号无人机用的是四旋翼的设计，而且桨距还能调节。四条旋翼支臂和着陆腿连在了一起。比起机智号那种双旋翼设计来说，四旋翼能在起飞、巡航、降落这些不同阶段提供更灵活的升力调整能力。这样悬停的时候就更稳当抗风也强了不少。 至于采样装置方面估计会采用一种欠驱动的多级连杆摇臂式绳驱钩爪方案放在肚子下面采样后直接塞到着陆器的容器里去。动力来源还是靠顶部的太阳能电池板给的。机智号一天只能飞一次、最多90秒就没电了。如果咱们给天问3号换上更大容量更高效的太阳能板的话单次续航时间肯定能比机智号更长。 尽管飞行历史是美国先开的头但搞无人机咱们可是行家！天问三号这次要让无人机在火星上干活儿就是把“能飞”变成“能用”。这不仅能给未来开拓火星打下好的基础说不定咱们还能成为全世界第一个把火星样本带回地球的国家呢！现在美国那边的计划好像挺乱的毅力号虽然已经挖了好几十管土但都扔在火星上了等着以后再去捡回来因为时间太久太复杂预算超支严重项目基本算是黄了而中国的目标很明确只要样本超过500克就行了核心就是快速完成任务架构简单多了务实又容易实现。