火星
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實踐力
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主動力
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創造力
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第7單元：「機智號」的飛行任務
主要教學內容：
「機智號」。圖片來源：NASA/JPL
「機智號」（或稱「獨創號」；Ingenuity）是NASA的火星無人直升機，旨在驗證於火星稀薄大氣中進行動力飛行的可行性。2021年2月，「機智號」隨「毅力號」探測車抵達火星，並於同年4月19日成功完成首次飛行，2024年1月，因旋翼葉片受損，「機智號」正式結束近三年的火星飛行探索任務。
在火星上飛行必須克服極低的大氣密度，僅為地球的約1%。為了產生足夠的升力支撐飛行，「機智號」需要極高的旋翼轉速。這也是它採用輕量化設計和高效旋翼的原因之一。「機智號」重量約1.8公斤，機身高度約0.5公尺，其旋翼由特殊碳纖維製成，翼展達1.2公尺（直徑）。相比之下，地球上的重型運輸直升機最大起飛重量約22,680公斤，旋翼直徑約18.29公尺，轉速約每分鐘225轉。
直升機的升力與螺旋槳葉片的長度（掃掠面積）、旋轉速度（轉速）、以及空氣密度相關，具體表現為以下公式：L=C(1/2)ρV2A
其中：
L是升力，用以平衡飛行器重力
C是升力係數
ρ是空氣密度
V是螺旋槳葉片末端速度
A是葉片的掃掠面積
其他建議學習：
更多學習資訊及問題解答，請參閱臺北市立天文科學教育館－自主學習「火星」專區相關連結
評量 Evaluation 1: 已知⽕星的重⼒場為地球的 0.38 倍，⼤氣密度為地球的 0.01 倍。若升⼒係數不 變，試問「機智號」的螺旋槳每分鐘多少轉？
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