För närvarande utforskas Mars yta med hjälp av speciella banestationer, såväl som stationära moduler eller långsamt rörliga rovers. Det finns ett ganska stort gap mellan dessa forskningsfordon, som kan fyllas med olika flygplan. Det verkar, varför artificiella enheter skapade av människan fortfarande inte flyger över ytan på den röda planeten? Svaret på denna fråga ligger på ytan (i alla bemärkelser), densiteten i Mars atmosfär är bara 1,6% av densiteten i jordens atmosfär över havet, vilket i sin tur innebär att flygplan på Mars skulle behöva flyga vid en mycket hög hastighet för att inte falla.
Mars atmosfär är mycket sällsynt, därför är de flygplan som används av människor när de rör sig i jordens atmosfär praktiskt taget inte lämpliga för användning i atmosfären på den röda planeten. Samtidigt föreslog den amerikanska paleontologen Michael Habib överraskande en väg ut ur den nuvarande situationen med framtida marsflygande fordon. Enligt paleontologen kan vanliga terrestriska fjärilar eller småfåglar bli en utmärkt prototyp av enheter som kan flyga i Mars -atmosfären. Michael Habib tror att genom att återskapa sådana varelser, öka deras storlek, förutsatt att deras proportioner bevaras, kommer mänskligheten att kunna få apparater som är lämpliga för flygningar i atmosfären på den röda planeten.
Representanter för vår planet som fjärilar eller kolibrier kan flyga i en atmosfär med låg viskositet, det vill säga i samma atmosfär som på Mars yta. Det är därför de kan fungera som mycket bra modeller för att skapa framtida modeller av flygplan som är lämpliga för att erövra Mars -atmosfären. De maximala dimensionerna för sådana enheter kan beräknas med ekvationen för den engelska forskaren Colin Pennisewick från Bristol. De viktigaste problemen bör dock fortfarande erkännas som frågor som rör underhåll av sådana flygplan på Mars på avstånd från människor och i deras frånvaro på ytan.
Beteendet hos alla flytande och flygande djur (såväl som maskiner) kan uttryckas med Reynolds -tal (Re): för detta måste du multiplicera flygbladets (eller simmarens) hastighet, den karakteristiska längden (till exempel den hydrauliska diameter, om vi talar om floden) och densitetsvätskan (gas), och resultatet erhållet som ett resultat av multiplikation divideras med den dynamiska viskositeten. Resultatet är förhållandet mellan tröghetskrafter och viskösa krafter. Ett vanligt flygplan kan flyga med ett högt Re -tal (mycket hög tröghet i förhållande till luftens viskositet). Det finns dock djur på jorden som är "tillräckligt" för ett relativt litet antal Re. Dessa är små fåglar eller insekter: några av dem är så små att de faktiskt inte flyger utan flyter i luften.
Paleontolog Michael Habib, med tanke på detta, föreslog att ta något av dessa djur eller insekter, öka alla proportioner. Så det skulle vara möjligt att skaffa ett flygplan anpassat till atmosfären på Mars, och som inte kräver hög flyghastighet. Hela frågan är, till vilken storlek kan en fjäril eller en fågel förstoras? Det är här Colin Pennisewick -ekvationen kommer in. Tillbaka 2008 föreslog denna forskare en uppskattning enligt vilken oscillationsfrekvensen kan variera i intervallet som bildas av följande nummer: kroppsmassa (kropp) - till 3/8 grader, längd - till -23/24 grad, vingyta - till den grad - 1/3, accelerationen på grund av gravitationen är 1/2, vätskans densitet är -3/8.
Detta är ganska bekvämt för beräkningar, eftersom korrigeringar kan göras som motsvarar luftens densitet och tyngdkraften på Mars. I det här fallet kommer det också att vara nödvändigt att veta om vi korrekt "formar" virvlar från användning av vingarna. Lyckligtvis finns det också en lämplig formel här, som uttrycks av Strouhal -talet. Detta antal beräknas i detta fall som produkten av frekvensen och amplituden för vibrationen, dividerat med hastigheten. Värdet på denna indikator begränsar kraftigt fordonets hastighet i kryssningsfartsläge.
Värdet på denna indikator för ett Mars -fordon måste vara från 0,2 till 0,4 för att motsvara Pennisewick -ekvationen. I det här fallet kommer det i slutet att vara nödvändigt att föra Reynolds -numret (Re) till ett intervall som motsvarar en stor flygande insekt. Till exempel bland ganska välstuderade hökmalar: Re är känd för olika flyghastigheter, beroende på hastigheten kan detta värde variera från 3500 till 15000. Michael Habib föreslår att skaparna av Marsplanet också håller sig inom detta intervall.
Det föreslagna systemet kan lösas idag på olika sätt. Den mest eleganta av dessa är konstruktion av kurvor med att hitta skärningspunkterna, men den snabbaste och mycket lättare att mata in alla data i programmet för att beräkna matriser och lösa det iterativt. Den amerikanska forskaren ger inte alla möjliga lösningar, med fokus på den som han anser är den mest lämpliga. Enligt dessa beräkningar bör längden på det "hypotetiska djuret" vara 1 meter, massan är cirka 0,5 kg och den relativa vingförlängningen är 8,0.
För en apparat eller varelse av denna storlek skulle Strouhal -talet vara 0,31 (mycket bra resultat), Re - 13 900 (även bra), lyftkoefficient - 0,5 (acceptabelt resultat för kryssningsflyg). För att verkligen föreställa sig denna apparat jämförde Khabib dess proportioner med andproportioner. Men samtidigt bör användningen av icke-styva syntetmaterial göra det ännu lättare än en hypotetisk anka av samma storlek. Dessutom kommer denna drönare att behöva klappa sina vingar mycket oftare, så här skulle det vara lämpligt att jämföra den med en midge. Samtidigt gör Re -numret, som kan jämföras med fjärilar, det möjligt att bedöma att apparaten under en kort tid kommer att ha en hög lyftkoefficient.
För skojs skull föreslår Michael Habib att hans hypotetiska flygmaskin kommer att lyfta som en fågel eller en insekt. Alla vet att djur inte sprider sig längs landningsbanan, för start skjuter de av stödet. För detta använder fåglar, liksom insekter, sina lemmar och fladdermöss (det är troligt att pterosaurier gjorde detta tidigare) använde också sina egna vingar som ett drivsystem. På grund av att tyngdkraften på den röda planeten är mycket liten, räcker det med ett relativt litet tryck för start - cirka 4% av vad de bästa jordhopparna kan visa. Dessutom, om apparatens påskjutarsystem lyckas lägga till ström, kommer det att kunna lyfta utan problem även från kratrar.
Det bör noteras att detta är en mycket grov illustration och inget mer. För närvarande finns det ett stort antal skäl till varför rymdmakterna ännu inte har skapat sådana drönare. Bland dem kan man peka ut problemet med att sätta ut ett flygplan på Mars (det kan göras med hjälp av en rover), underhåll och strömförsörjning. Idén är ganska svår att genomföra, vilket i slutändan kan göra den ineffektiv eller till och med helt opraktisk.
Flygplan för att utforska Mars
I 30 år har Mars och dess yta undersökts med en mängd olika tekniska medel, det har undersökts med satelliter i omloppsbana och mer än 15 typer av olika enheter, mirakulösa terrängfordon och andra listiga enheter. Det antas att snart också ett robotplan kommer att skickas till Mars. Åtminstone NASA Science Center har redan utvecklat ett nytt projekt för ett speciellt robotflygplan som är utformat för att studera den röda planeten. Det antas att flygplanet kommer att studera Mars yta från en höjd som är jämförbar med den för Mars -prospekteringsrovarna.
Med hjälp av en sådan rover kommer forskare att upptäcka lösningen på ett stort antal Mars -mysterier som ännu inte har förklarats av vetenskapen. Mars -rymdfarkosten kommer att kunna sväva över planetens yta på cirka 1,6 meters höjd och flyga många hundra meter. Samtidigt gör denna enhet foto- och videoinspelning i olika intervall och skannar Mars -ytan på avstånd.
Rovern bör kombinera alla fördelar med moderna rovers, multiplicerat med potentialen att utforska stora avstånd och områden. Mars -rymdfarkosten, som redan har fått beteckningen ARES, skapas för närvarande av 250 specialister som arbetar inom olika områden. De har redan skapat en prototyp av Mars -planet, som har följande dimensioner: ett vingspann på 6,5 meter, en längd på 5 meter. För tillverkningen av denna flygrobot är det planerat att använda det lättaste polymerkolmaterialet.
Denna enhet ska levereras till den röda planeten i exakt samma fall som enheten för landning på planetens yta. Huvudsyftet med detta skrov är att skydda rymdfarkosten från de destruktiva effekterna av överhettning när kapseln kommer i kontakt med Mars atmosfär, samt att skydda rymdfarkosten under landning från eventuella haverier och mekaniska skador.
Forskare planerar att kasta detta flygplan till Mars med hjälp av redan beprövade transportörer, men här har de också nya idéer. 12 timmar före landning på ytan av den röda planeten kommer enheten att separeras från bäraren och på 32 km höjd. Ovanför Mars yta kommer det att släppa ett marsplan från kapseln, varefter Mars-planet omedelbart kommer att starta sina motorer och, med sina sex meter vingar, starta en autonom flygning över planetens yta.
Det antas att ARES -flygplanet kommer att kunna flyga över Mars -bergen, som är helt outforskade av jordbor och utför nödvändig forskning. Konventionella rovers kan inte bestiga berg, och satelliter har svårt att skilja detaljer. Samtidigt finns det i Mars -bergen zoner med ett starkt magnetfält, vars natur är obegriplig för forskare. Under flygning tar ARES luftprov från atmosfären var tredje minut. Detta är ganska viktigt, eftersom metangas hittades på Mars, vars karaktär och källa absolut inte är klar. På jorden produceras metan av levande saker, medan metankällan på Mars är helt oklar och fortfarande okänd.
Även i rymdfarkosten ARES Mars kommer de att installera utrustning för att söka efter vanligt vatten. Forskare tror att de med hjälp av ARES kommer att kunna få ny information som kommer att belysa den röda planetens förflutna. Forskare har redan kallat ARES -projektet för det kortaste rymdprogrammet. Ett Mars -plan kan bara stanna i luften i cirka 2 timmar tills det tar slut på bränsle. Men även under denna korta tid kommer ARES fortfarande att kunna täcka avståndet 1500 kilometer över Mars yta. Efter det kommer enheten att landa och kommer att kunna fortsätta studera Mars yta och atmosfär.
