Jelenleg a Mars felszínét speciális pályaállomások, valamint helyhez kötött modulok vagy lassan mozgó roverek segítségével kutatják. Elég nagy rés van ezek között a kutatójárművek között, amelyeket különféle repülőgépekkel lehetne kitölteni. Úgy tűnik, miért nem repülnek át az ember által létrehozott mesterséges eszközök a Vörös bolygó felszínén? A válasz erre a kérdésre a felszínen rejlik (minden értelemben), a Mars légkörének sűrűsége csak 1,6% -a a Föld légkörének tengerszint feletti sűrűségének, ami viszont azt jelenti, hogy a Marson lévő repülőgépeknek nagyon nagy sebességgel, hogy ne essen el.
A Mars légköre nagyon ritka, ezért azok a repülőgépek, amelyeket az emberek használnak, amikor a Föld légkörében mozognak, gyakorlatilag semmilyen módon nem alkalmasak a Vörös Bolygó légkörében való használatra. Ugyanakkor meglepő módon az amerikai paleontológus, Michael Habib a jövőbeli marsjáró repülő járművekkel javasolt kiutat a jelenlegi helyzetből. A paleontológus szerint a közönséges szárazföldi pillangók vagy apró madarak kiváló prototípusává válhatnak azoknak az eszközöknek, amelyek képesek repülni a marsi légkörben. Michael Habib úgy véli, hogy az ilyen lények újrateremtésével, méretük növelésével, feltéve, hogy megőrzik arányaikat, az emberiség képes lesz a Vörös Bolygó légkörében repülésre alkalmas eszközöket szerezni.
Bolygónk olyan képviselői, mint a pillangók vagy a kolibri, alacsony viszkozitású légkörben repülhetnek, vagyis ugyanabban a légkörben, mint a Mars felszínén. Éppen ezért nagyon jó modellként működhetnek a marsi légkör meghódítására alkalmas jövőbeli repülőgép -modellek létrehozásában. Az ilyen eszközök maximális méreteit a bristoli Colin Pennisewick angol tudós egyenlete alapján lehet kiszámítani. A fő problémákat azonban továbbra is fel kell ismerni, mint az ilyen repülőgépek Marson történő karbantartásával kapcsolatos kérdéseket az emberektől távol, és távollétükben a felszínen.
Minden úszó és repülő állat viselkedése (valamint a gépek) kifejezhető a Reynolds -számmal (Re): ehhez meg kell szorozni a szórólap (vagy úszó) sebességét, a jellemző hosszát (például a hidraulikus átmérő, ha a folyóról beszélünk) és a sűrűségű folyadék (gáz), és a szorzás eredményeként kapott eredményt elosztjuk a dinamikus viszkozitással. Az eredmény a tehetetlenségi erők és a viszkózus erők aránya. Egy közönséges repülőgép képes magas Re számmal repülni (nagyon magas tehetetlenség a levegő viszkozitásához képest). Vannak azonban olyan állatok a Földön, amelyek "elégségesek" egy viszonylag kis számú Re számára. Ezek apró madarak vagy rovarok: néhányuk olyan kicsi, hogy valójában nem repülnek, hanem lebegnek a levegőben.
Michael Habib paleontológus ezt figyelembe véve azt javasolta, hogy vegye fel ezen állatok vagy rovarok bármelyikét, minden arányt növelve. Így lehetséges lenne olyan repülőgép beszerzése, amely a marsi légkörhöz igazodik, és nem igényel nagy repülési sebességet. Az egész kérdés az, hogy egy pillangó vagy egy madár mekkora méretre növelhető? Itt jön be a Colin Pennisewick -egyenlet.2008 -ban ez a tudós becslést javasolt, amely szerint az oszcillációk gyakorisága a következő számok által alkotott tartományban változhat: testtömeg (test) - 3/8 fokig, hosszúság - -23/24 fok, szárnyterület - fokig - 1/3, a gravitáció miatti gyorsulás 1/2, a folyadék sűrűsége -3/8.
Ez nagyon kényelmes számításokhoz, mivel olyan korrekciókat lehet végrehajtani, amelyek megfelelnek a Mars sűrűségének és a gravitációs erőnek. Ebben az esetben azt is tudni kell, hogy helyesen "alakítunk" örvényeket a szárnyak használatából. Szerencsére itt is van megfelelő képlet, amelyet a Strouhal -szám fejez ki. Ezt a számot ebben az esetben a rezgés frekvenciájának és amplitúdójának szorzataként kell kiszámítani, elosztva a sebességgel. Ennek az indikátornak az értéke nagymértékben korlátozza a jármű sebességét körutazás üzemmódban.
Ennek az indikátornak egy marsjármű esetében 0,2 és 0,4 között kell lennie, hogy megfeleljen a Pennisewick -egyenletnek. Ebben az esetben a végén szükség lesz arra, hogy a Reynolds -számot (Re) olyan intervallumba vigyük, amely megfelel egy nagy repülő rovarnak. Például a meglehetősen jól tanulmányozott sólyomlepkék közül: Re különböző repülési sebességeiről ismert, a sebességtől függően ez az érték 3500 és 15000 között változhat. Michael Habib azt sugallja, hogy a marsi repülőgép alkotói is ezen a tartományon belül maradnak.
A javasolt rendszer ma többféleképpen is megoldható. Ezek közül a legelegánsabb a görbék felépítése a kereszteződési pontok megtalálásával, de a leggyorsabb és sokkal könnyebb az összes adat bevitele a mátrixszámító programba és iteratív megoldás. Az amerikai tudós nem ad minden lehetséges megoldást, az általa legmegfelelőbbnek tartott megoldásra összpontosít. E számítások szerint a "feltételezett állat" hossza 1 méter legyen, tömege körülbelül 0,5 kg, és a relatív szárnynyúlás 8,0.
Egy ilyen méretű készülék vagy lény esetében a Strouhal -szám 0,31 (nagyon jó eredmény), Re - 13 900 (szintén jó), emelési együttható - 0,5 (körutazás esetén elfogadható eredmény). Annak érdekében, hogy valóban elképzelni tudja ezt a készüléket, Khabib összehasonlította arányait a kacsaarányokkal. Ugyanakkor a nem merev szintetikus anyagok használata még könnyebbé kell tennie, mint az azonos méretű hipotetikus kacsa. Ezenkívül ennek a drónnak sokkal gyakrabban kell csapkodnia a szárnyait, ezért itt helyénvaló lenne összehasonlítani egy keszeggel. Ugyanakkor a pillangókéhoz hasonló Re -szám lehetővé teszi annak megítélését, hogy rövid ideig a készülék magas emelési együtthatóval rendelkezik.
Szórakozásból Michael Habib azt sugallja, hogy hipotetikus repülőgépe felszáll, mint a madár vagy a rovar. Mindenki tudja, hogy az állatok nem szétszóródnak a kifutópályán, felszálláshoz lenyomják a támaszt. Ehhez a madarak, akárcsak a rovarok, végtagjaikat használják, és a denevérek (valószínűleg a pterosaurusok ezt korábban tették) szintén saját szárnyaikat használták tolórendszerként. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a gravitációs erő a Vörös Bolygón nagyon kicsi, még egy viszonylag kis lökés is elegendő a felszálláshoz - körülbelül 4% -a annak, amit a legjobb földugrók tudnak bizonyítani. Ezenkívül, ha a készülék tolórendszere képes energiát adni, akkor még a kráterekből is gond nélkül képes leszállni.
Meg kell jegyezni, hogy ez egy nagyon durva illusztráció, és semmi több. Jelenleg számos oka van annak, hogy az űrhatalmak még nem hoztak létre ilyen drónokat. Közülük kiemelhető a repülőgép Marsra történő telepítésének (ez rover segítségével megtehető), a karbantartás és az áramellátás problémája. Az ötletet meglehetősen nehéz megvalósítani, ami végül eredménytelenné vagy akár teljesen kivitelezhetetlenné is teheti.
Repülőgép a Mars felfedezésére
30 évig a Marsot és felszínét sokféle technikai eszközzel vizsgálták, keringő műholdakkal és több mint 15 különféle eszközzel, csodálatos terepjáróval és egyéb ravasz eszközzel vizsgálták. Feltételezik, hogy hamarosan egy robotrepülőgépet is elküldenek a Marsra. Legalábbis a NASA Tudományos Központ már kifejlesztett egy új projektet egy speciális robotrepülőgépre, amelyet a Vörös Bolygó tanulmányozására terveztek. Feltételezik, hogy a repülőgép a Mars felszínét a Mars felfedező roverjeivel összehasonlítható magasságból fogja tanulmányozni.
Egy ilyen rover segítségével a tudósok felfedezik a megoldást számos olyan Mars -rejtélyre, amelyeket a tudomány még nem magyarázott meg. A Mars űreszköz képes lesz lebegni a bolygó felszíne felett, mintegy 1,6 méter magasságban, és sok száz métert repülni. Ezzel egyidejűleg ez az egység különböző tartományokban készít fénykép- és videofelvételeket, és távolról letapogatja a Mars felszínét.
A rovernek egyesítenie kell a modern roverok minden előnyét, szorozva a hatalmas távolságok és területek felfedezésének lehetőségével. A Mars űrhajót, amely már megkapta az ARES megnevezést, jelenleg 250, különböző területeken dolgozó szakember készíti. Már elkészítették a Mars -repülőgép prototípusát, amelynek méretei a következők: szárnyfesztávolsága 6,5 méter, hossza 5 méter. Ennek a repülő robotnak a gyártásához a legkönnyebb polimer szén anyagot tervezik használni.
Ezt az eszközt állítólag ugyanabban az esetben kell eljuttatni a Vörös Bolygóhoz, mint a bolygó felszínére való leszállásra szolgáló eszközt. Ennek a hajótestnek a fő célja, hogy megvédje az űrhajót a túlmelegedés romboló hatásaitól, amikor a kapszula érintkezik a Mars légkörével, valamint megvédi az űreszközt a leszállás során az esetleges meghibásodásoktól és mechanikai sérülésektől.
A tudósok azt tervezik, hogy ezt a repülőgépet már bevált hordozók segítségével dobják a Marsra, de itt új ötleteik is vannak. 12 órával a Vörös Bolygó felszínén való leszállás előtt az eszköz elválik a hordozótól és 32 km magasságban. A Mars felszíne felett elenged egy Mars-repülőgépet a kapszulából, ezután a Mars-repülőgép azonnal beindítja motorjait, és hatméteres szárnyait kihasználva önálló repülést kezd a bolygó felszíne felett.
Feltételezik, hogy az ARES repülőgép képes lesz átrepülni a földiek által teljesen fel nem fedezett Mars -hegység felett, és elvégezni a szükséges kutatásokat. A hagyományos roverok nem tudnak hegyeket mászni, és a műholdak nehezen tudják megkülönböztetni a részleteket. Ugyanakkor a Mars hegyeiben vannak olyan zónák, amelyek erős mágneses mezővel rendelkeznek, és amelyek természete a tudósok számára érthetetlen. Repülés közben az ARES 3 percenként vesz mintákat a légkörből. Ez nagyon fontos, mivel a Marson metángázt találtak, amelynek természete és forrása egyáltalán nem világos. A Földön a metánt élőlények állítják elő, míg a Mars metánforrása teljesen tisztázatlan és még mindig ismeretlen.
Szintén az ARES Mars űrhajóban fognak felszerelni berendezéseket a közönséges víz keresésére. A tudósok úgy vélik, hogy az ARES segítségével új információkhoz juthatnak, amelyek fényt derítenek a Vörös bolygó múltjára. A kutatók már az ARES projektet nevezték a legrövidebb űrprogramnak. Egy Mars -repülőgép csak körülbelül 2 órán keresztül tartózkodhat a levegőben, amíg el nem fogy az üzemanyag. Az ARES azonban még ebben a rövid idő alatt is képes lesz megtennie a Mars felszíne feletti 1500 kilométeres távolságot. Ezt követően a készülék leszáll, és folytathatja a Mars felszínének és légkörének tanulmányozását.
