为了减轻重量，AeroVironment公司的工程师们用泡沫制作了叶片，并用碳纤维包裹起来，在其他车身部件上使用了更为奇特的材料，比如铍金属基复合材料。对于航空电子设备和电源，该团队转而使用商用现成的部件。"匠心号"用普通的锂离子电池来存储电力，它的计算机是高通骁龙处理器，这种处理器在各种智能手机中都能找到。它们可能不像“毅力号”火星车上的硬件那样不容易出故障，但它们比使用太空级硬件更便宜，同时还能满足直升机的性能要求。由于“匠心号”对火星车的主要任务并不重要，喷气推进实验室团队可以用一些智能手机组件上进行冒险尝试。

还有一个挑战，就是简单地弄清楚如何测试这个东西。"以前没有人这样做过，所以团队必须发明一种方法来逐步测试火星漫游车，而另一个团队则在同时发明直升机，"昂（Aung）表示："我们真的很偏执，我们必须这样做，因为我们面临着很大的时间压力，需要快速取得进展，以赶上火星漫游车的发射。所以我们真的不得不提前考虑。"

团队打造了两台"匠心号 "原型无人机，一台用于环境测试，另一台用于飞行测试。环境测试是一门让航天器的生活变成地狱的艺术。“匠心号”的原型机暴露在极度寒冷的温度下，以模拟火星上的条件，它被放置在小型引爆点附近，以确保它能够承受探测器上用来展开降落伞的炸药的爆炸冲击，并且它用最强力和最糟糕的立体系统进行轰击，以查看当暴露在火箭发射的极端振动中时，飞机的所有螺母和螺栓是否能够保持紧密。

飞行测试是在一个直径25英尺（约7.62米）的巨大真空室中进行的，真空室中充满了二氧化碳，以复制火星大气的成分和稀薄程度。火星上的引力只有地球上的三分之一，由于NASA还没有弄清楚如何控制引力本身，该机构的工程师不得不通过其他方式进行补偿，以创造一个真实的火星场景。对于“匠心号”无人机来说，这意味着在飞行器上附加一个重力卸载系绳。该系绳看起来有点像钓鱼线，可以动态调整，以拉起直升机，刚好可以模拟直升机飞行时重力降低的影响。

就物理学而言，在火星上驾驶直升机与在地球上驾驶直升机本质上是一样的:桨叶旋转并以足够快的速度向下拉动空气以产生升力。但是细节决定一切，亲自动手的飞行实验帮助“匠心号”团队发现了在另一个星球上驾驶直升机的一些怪癖。在一次早期测试中，一位AeroVironment公司的工程师发现，他能够在一个开放的真空室中完美地驾驶“匠心号”原型机。但是，一旦舱室被密封，空气被抽出来模拟火星的环境，直升机就开始表现不稳定，变得难以飞行。"这时我们才意识到，也许控制并不像我们想象的那样简单，"巴拉拉姆说。

在地球上，由于桨叶的长度和旋翼周围的湍流空气动力学环境，直升机的桨叶在旋转时有自然扇动的趋势。如果不是因为地球厚厚的大气层将振动阻尼到一个可控制的程度，这种拍打的反馈将使直升机几乎不可能控制。但正如AeroVironment工程师所发现的，火星的大气层太过于稀薄，不可能产生这种拍打阻尼效应果，而且当襟翼在飞机上产生涟漪时，会对飞机的控制造成严重破坏。巴拉拉姆（ Balaram）认为:“这让我们所有的NASA直升机专家都非常兴奋，因为对他们来说，这就像是用全新的眼光看待一切。”为了弥补这一影响，“匠心号”团队重建了叶片，使其更加坚硬。

这很大程度上取决于飞行测试结果的准确性。与已经记录了数小时飞行时间的“匠心号”原型机不同，这架飞往火星的直升机只在星球上的空中停留几分钟。巴拉拉姆（ Balaram）说:“我们不想在测试过程中磨损系统。”等到NASA在火星表面抛弃“匠心号”的时候，这架无畏的小直升机只飞了不到30分钟。

巴拉拉姆（ Balaram）说，美国国家航空航天局（NASA）已经在研制下一代外星直升机，而在飞行试验中由“匠心号”收集的工程数据将直接影响到它们的发展。这些未来的直升机看起来可能与以往的“匠心号”有很大不同——例如，NASA正在研究的一种设计有六个旋翼——而且它们肯定会更大。

但是，在另一个行星上的首次科学飞行可能不会发生在火星上。2025年，美国宇航局（NASA）计划发射一架名为“蜻蜓”(Dragonfly)的小型核动力四轴飞行器，前往土星最大的卫星土卫六(Titan)周围寻找生命迹象。“蜻蜓号”将比“匠心号”寿命长得多——预计它将花两年时间在土卫六表面飞行——而且它将有2英里（约3.2km）的高度范围。土卫六通常被认为是太阳系中最容易飞行的地方，因为它的大气极其稠密，重力也很低。巴拉拉姆（ Balaram）认为:“如果你不介意寒冷，你可以在身上系上翅膀，自己飞过去。不过现在，我们只能凑合着用一架直升机。“

撰写：GolevkaTech

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