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直升机能够升空飞行，靠的旋翼在旋转过程中与空气相互作用产生的升力。火星大气的密度仅相当于地球大气的1%且主要成分是二氧化碳。火星表面的大气密度约等于地球上三万米高空的大气密度。因此，火星飞行的航空器与火星大气相互作用的情况，与地球上的将有很大不同。为了更真实地模拟火星环境，科学家们为火星直升机研发了一个特别的模拟装置。进行测试时，这个装置抽走内部的空气，使其处于接近真空的状态。之后，再注入与火星大气成分相同的气体，使装置内部的气体密度和气压与火星表面基本相当。同时，火星上的重力加速度仅为3.7远低于地球的9.8因此同样质量的物体在火星上受到重力将比地球上小很多。为了地球上模拟火星上所受到重力，这个装置还用一个连接到直升机顶部的机动吊绳提供拉力，抵消一部分重力作用。

按照计划，火星直升机的飞行将在火星2020探测器在火星着陆之后的第60至第90火星日（1火星日的平均长度约为24小时37分钟）展开。次的飞行中，将仅仅爬升到距离地面3米的位置，悬停时间也不过三十秒，与莱特兄弟进行的人类在地球上的航空飞行颇有几分相似。不过，之后的三十天中，火星直升机还将再进行4次飞行，每次飞行的距离和持续时间将会不断增加，沧州市冠博钢管有限公司终实现数百米距离的飞行和持续90秒的悬停。为了安全，飞行测试将在距离“火星2020火星车100米的范围之外进行，以防因意外坠落时砸伤火星车。而为了保持与火星车之间的通信联络，火星直升机也不会到距离火星车1公里外的范围活动。