I øjeblikket undersøges overfladen af Mars ved hjælp af specielle banestationer samt stationære moduler eller langsomt bevægelige rovere. Der er en temmelig stor kløft mellem disse forskningsbiler, som kan fyldes med forskellige fly. Det ser ud til, hvorfor kunstige enheder skabt af mennesker stadig ikke flyver over overfladen af den røde planet? Svaret på dette spørgsmål ligger på overfladen (i alle forstand), densiteten af Mars -atmosfæren er kun 1,6% af densiteten af jordens atmosfære over havets overflade, hvilket igen betyder, at fly på Mars skulle flyve kl. en meget høj hastighed for ikke at falde.
Atmosfæren på Mars er meget sjælden, derfor er de fly, der bruges af mennesker, når de bevæger sig i Jordens atmosfære, praktisk talt ikke egnet til brug i atmosfæren på den røde planet. På samme tid foreslog den amerikanske paleontolog Michael Habib overraskende en vej ud af den nuværende situation med fremtidige marsflyvende køretøjer. Ifølge paleontologen kan almindelige terrestriske sommerfugle eller småfugle blive en glimrende prototype af enheder, der er i stand til at flyve i Mars -atmosfæren. Michael Habib mener, at ved at genskabe sådanne skabninger og øge deres størrelse, forudsat at deres proportioner bevares, vil menneskeheden være i stand til at skaffe enheder, der er egnede til flyvninger i atmosfæren på den røde planet.
Repræsentanter for vores planet, såsom sommerfugle eller kolibrier, kan flyve i en atmosfære med lav viskositet, det vil sige i samme atmosfære som på overfladen af Mars. Derfor kan de fungere som meget gode modeller til at skabe fremtidige modeller af fly, der er egnede til at erobre Mars -atmosfæren. De maksimale dimensioner af sådanne enheder kunne beregnes ved hjælp af ligningen af den engelske forsker Colin Pennisewick fra Bristol. Imidlertid bør hovedproblemerne stadig anerkendes som spørgsmål vedrørende vedligeholdelse af sådanne fly på Mars i afstand til mennesker og i deres fravær på overfladen.
Alle flydende og flyvende dyrs adfærd (såvel som maskiner) kan udtrykkes ved hjælp af Reynolds -tallet (Re): hertil skal du multiplicere flyerens (eller svømmerens) hastighed, den karakteristiske længde (f.eks. diameter, hvis vi taler om floden) og densiteten væske (gas), og resultatet opnået som følge af multiplikation divideres med den dynamiske viskositet. Resultatet er forholdet mellem inertiekræfter og viskøse kræfter. Et almindeligt fly er i stand til at flyve med et højt Re -tal (meget høj inerti i forhold til luftens viskositet). Der er dog dyr på Jorden, der er "nok" til et relativt lille antal Re. Disse er små fugle eller insekter: nogle af dem er så små, at de faktisk ikke flyver, men flyder i luften.
Paleontolog Michael Habib, i betragtning af dette, foreslog at tage nogen af disse dyr eller insekter og øge alle proportioner. Så det ville være muligt at skaffe et fly tilpasset Mars -atmosfæren og ikke kræve en høj flyvehastighed. Hele spørgsmålet er, til hvilken størrelse en sommerfugl eller en fugl kan forstørres? Det er her, Colin Pennisewick -ligningen kommer ind. Tilbage i 2008 foreslog denne forsker et skøn, ifølge hvilket hyppigheden af svingninger kan variere i det område, der dannes af følgende tal: kropsmasse (krop) - til 3/8 grader, længde - til -23/24 grad, vingeareal - i den grad - 1/3, accelerationen på grund af tyngdekraften er 1/2, væskens tæthed er -3/8.
Dette er ganske praktisk til beregninger, da der kan foretages korrektioner, der svarer til luftens tæthed og tyngdekraften på Mars. I dette tilfælde vil det også være nødvendigt at vide, om vi korrekt "danner" hvirvler fra brugen af vingerne. Heldigvis er der også en passende formel her, som udtrykkes ved Strouhal -tallet. Dette tal beregnes i dette tilfælde som produktet af vibrationens frekvens og amplitude divideret med hastigheden. Værdien af denne indikator vil i høj grad begrænse køretøjets hastighed i krydstogtstilstand.
Værdien af denne indikator for et Mars -køretøj skal være fra 0,2 til 0,4 for at svare til Pennisewick -ligningen. I dette tilfælde vil det i slutningen være nødvendigt at bringe Reynolds -nummeret (Re) ind i et interval, der svarer til et stort flyvende insekt. For eksempel blandt temmelig velstuderede høgmøl: Re er kendt for forskellige flyvehastigheder, afhængigt af hastigheden kan denne værdi variere fra 3500 til 15000. Michael Habib foreslår, at skaberne af Mars-flyet også holder sig inden for dette område.
Det foreslåede system kan løses i dag på forskellige måder. Den mest elegante af disse er konstruktion af kurver med at finde skæringspunkterne, men den hurtigste og meget lettere at indtaste alle data i programmet til beregning af matricer og løse det iterativt. Den amerikanske videnskabsmand giver ikke alle mulige løsninger med fokus på den, som han anser for den mest hensigtsmæssige. Ifølge disse beregninger bør længden af det "hypotetiske dyr" være 1 meter, massen er omkring 0,5 kg, og den relative vingeforlængelse er 8,0.
For et apparat eller væsen af denne størrelse ville Strouhal -tallet være 0,31 (meget godt resultat), Re - 13 900 (også godt), liftkoefficient - 0,5 (acceptabelt resultat for krydstogtflyvning). For virkelig at forestille sig dette apparat sammenlignede Khabib dets proportioner med andeandele. Men samtidig bør brugen af ikke-stive syntetiske materialer gøre det endnu lettere end en hypotetisk and af samme størrelse. Derudover bliver denne drone nødt til at klappe med sine vinger meget oftere, så her ville det være passende at sammenligne den med en midge. På samme tid gør Re -tallet, der kan sammenlignes med sommerfuglernes, det muligt at bedømme, at apparatet i en kort periode vil have en høj løftekoefficient.
For sjov foreslår Michael Habib, at hans hypotetiske flyvende maskine vil starte som en fugl eller et insekt. Alle ved, at dyr ikke spredes langs landingsbanen, for start skubber de støtten. Til dette brugte fugle ligesom insekter deres lemmer og flagermus (det er sandsynligt, at pterosaurer gjorde dette tidligere) også brugte deres egne vinger som et skubbesystem. På grund af det faktum, at tyngdekraften på den røde planet er meget lille, er selv et relativt lille skub nok til start - i området omkring 4% af det, de bedste jordhoppere kan demonstrere. Desuden, hvis apparatets pusher -system formår at tilføre strøm, vil det være i stand til at starte uden problemer, selv fra kratere.
Det skal bemærkes, at dette er en meget grov illustration og intet mere. I øjeblikket er der en lang række grunde til, at rummagterne endnu ikke har skabt sådanne droner. Blandt dem kan man udpege problemet med at installere et fly på Mars (det kan gøres ved hjælp af en rover), vedligeholdelse og strømforsyning. Ideen er ret vanskelig at gennemføre, hvilket i sidste ende kan gøre den ineffektiv eller endda helt upraktisk.
Fly til at udforske Mars
I 30 år er Mars og dets overflade blevet undersøgt med en lang række tekniske midler, det er blevet undersøgt af satellitter i kredsløb og mere end 15 typer forskellige enheder, mirakuløse terrængående køretøjer og andre snedige enheder. Det antages, at der snart også vil blive sendt et robotfly til Mars. NASA Science Center har i det mindste allerede udviklet et nyt projekt til et specielt robotfly designet til at studere den røde planet. Det antages, at flyet vil studere overfladen af Mars fra en højde, der kan sammenlignes med den for Mars -efterforskningsroverne.
Ved hjælp af en sådan rover vil forskere opdage løsningen på et stort antal Mars -mysterier, der endnu ikke er forklaret af videnskaben. Mars -rumfartøjet vil kunne svæve over planetens overflade i cirka 1,6 meters højde og flyve mange hundrede meter. Samtidig vil denne enhed lave foto- og videooptagelser i forskellige områder og scanne Mars 'overflade på afstand.
Roveren skal kombinere alle fordelene ved moderne rovere ganget med potentialet til at udforske store afstande og områder. Rumfartøjet Mars, der allerede har modtaget betegnelsen ARES, er i øjeblikket ved at blive skabt af 250 specialister, der arbejder inden for forskellige områder. De har allerede skabt en prototype af Mars -flyet, som har følgende dimensioner: et vingefang på 6,5 meter, en længde på 5 meter. Til fremstilling af denne flyvende robot er det planlagt at bruge det letteste polymercarbonmateriale.
Denne enhed formodes at blive leveret til den røde planet i nøjagtig samme sag som enheden til landing på planetens overflade. Hovedformålet med dette skrog er at beskytte rumfartøjet mod de ødelæggende virkninger af overophedning, når kapslen kommer i kontakt med atmosfæren på Mars, samt at beskytte rumfartøjet under landing mod mulige sammenbrud og mekaniske skader.
Forskere planlægger at kaste dette fly til Mars ved hjælp af allerede dokumenterede luftfartsselskaber, men her har de også nye ideer. 12 timer før landing på overfladen af den røde planet, vil enheden adskille sig fra transportøren og i 32 km højde. Over Mars 'overflade vil det frigive et marsfly fra kapslen, hvorefter Mars-flyet straks starter sine motorer og ved at anvende sine seks meter lange vinger vil starte en autonom flyvning over planetens overflade.
Det antages, at ARES -flyet vil være i stand til at flyve over Martian -bjergene, som er fuldstændig uudforsket af jordboere og udføre den nødvendige forskning. Konventionelle rovere kan ikke bestige bjerge, og satellitter har svært ved at skelne mellem detaljer. På samme tid er der i Mars -bjergene zoner med et stærkt magnetfelt, hvis natur er uforståelig for forskere. Under flyvning vil ARES tage luftprøver fra atmosfæren hvert 3. minut. Dette er ganske vigtigt, da metangas blev fundet på Mars, hvis art og kilde absolut ikke er klar. På Jorden produceres metan af levende ting, mens metankilden på Mars er helt uklar og stadig ukendt.
Også i ARES Mars -rumfartøjet vil de installere udstyr til at søge efter almindeligt vand. Forskere mener, at de ved hjælp af ARES vil være i stand til at få ny information, der vil kaste lys over den røde planets fortid. Forskere har allerede kaldt ARES -projektet for det korteste rumprogram. Et Mars -fly kan kun forblive i luften i cirka 2 timer, indtil det løber tør for brændstof. Selv i denne korte periode vil ARES dog stadig kunne tilbagelægge distancen på 1500 kilometer over Mars overflade. Derefter lander enheden og vil kunne fortsætte med at studere overfladen og atmosfæren på Mars.
