Momenteel wordt het oppervlak van Mars verkend met behulp van speciale orbitale stations, maar ook met stationaire modules of langzaam bewegende rovers. Er is een vrij grote kloof tussen deze onderzoeksvoertuigen, die door verschillende vliegtuigen zou kunnen worden opgevuld. Het lijkt erop dat kunstmatige apparaten die door de mens zijn gemaakt nog steeds niet over het oppervlak van de Rode Planeet vliegen? Het antwoord op deze vraag ligt aan de oppervlakte (in alle opzichten), de dichtheid van de atmosfeer van Mars is slechts 1,6% van de dichtheid van de aardatmosfeer boven zeeniveau, wat op zijn beurt betekent dat vliegtuigen op Mars op een zeer hoge snelheid om niet te vallen.
De atmosfeer van Mars is zeer ijl, om deze reden zijn die vliegtuigen die door mensen worden gebruikt bij het verplaatsen in de atmosfeer van de aarde praktisch op geen enkele manier geschikt voor gebruik in de atmosfeer van de rode planeet. Tegelijkertijd stelde de Amerikaanse paleontoloog Michael Habib verrassend genoeg een uitweg voor uit de huidige situatie met toekomstige vliegende voertuigen van Mars. Volgens de paleontoloog kunnen gewone terrestrische vlinders of kleine vogels een uitstekend prototype worden van apparaten die in de atmosfeer van Mars kunnen vliegen. Michael Habib is van mening dat de mensheid door het herscheppen van dergelijke wezens, het vergroten van hun omvang, op voorwaarde dat hun proporties behouden blijven, apparaten zal kunnen verkrijgen die geschikt zijn voor vluchten in de atmosfeer van de Rode Planeet.
Vertegenwoordigers van onze planeet zoals vlinders of kolibries kunnen vliegen in een atmosfeer met een lage viscositeit, dat wil zeggen in dezelfde atmosfeer als op het oppervlak van Mars. Dat is de reden waarom ze kunnen fungeren als zeer goede modellen voor het maken van toekomstige vliegtuigmodellen die geschikt zijn om de atmosfeer van Mars te veroveren. De maximale afmetingen van dergelijke apparaten konden worden berekend met behulp van de vergelijking van de Engelse wetenschapper Colin Pennisewick uit Bristol. De belangrijkste problemen moeten echter nog steeds worden erkend als problemen met betrekking tot het onderhoud van dergelijke vliegtuigen op Mars op afstand van mensen en bij afwezigheid aan de oppervlakte.
Het gedrag van alle drijvende en vliegende dieren (evenals machines) kan worden uitgedrukt door het Reynoldsgetal (Re): hiervoor moet je de snelheid van de vlieger (of zwemmer), de karakteristieke lengte (bijvoorbeeld de hydraulische diameter, als we het hebben over de rivier) en de dichtheid vloeistof (gas), en het resultaat verkregen als resultaat van vermenigvuldiging wordt gedeeld door de dynamische viscositeit. Het resultaat is de verhouding van traagheidskrachten tot viskeuze krachten. Een gewoon vliegtuig kan vliegen met een hoog Re-getal (zeer hoge traagheid in verhouding tot de viscositeit van de lucht). Er zijn echter dieren op aarde die "genoeg" zijn voor een relatief klein aantal Re. Dit zijn kleine vogels of insecten: sommige zijn zo klein dat ze niet vliegen, maar in de lucht zweven.
Paleontoloog Michael Habib, die dit in overweging nam, stelde voor om een van deze dieren of insecten te nemen, waardoor alle proporties werden vergroot. Het zou dus mogelijk zijn om een vliegtuig te krijgen dat aangepast is aan de atmosfeer van Mars en geen hoge vliegsnelheid vereist. De hele vraag is, tot welke maat zou een vlinder of een vogel kunnen worden vergroot? Dit is waar de Colin Pennisewick-vergelijking van pas komt. In 2008 stelde deze wetenschapper een schatting voor volgens welke de frequentie van oscillaties kan variëren in het bereik dat wordt gevormd door de volgende getallen: lichaamsgewicht (lichaam) - tot de 3/8 graad, lengte - tot de -23/24 graad, vleugeloppervlak - tot op de graad - 1/3, de versnelling door zwaartekracht is 1/2, de dichtheid van de vloeistof is -3/8.
Dit is heel handig voor berekeningen, omdat er correcties kunnen worden gemaakt die overeenkomen met de dichtheid van lucht en de zwaartekracht op Mars. In dit geval zal het ook nodig zijn om te weten of we op de juiste manier draaikolken "vormen" door het gebruik van de vleugels. Gelukkig is hier ook een geschikte formule voor, die wordt uitgedrukt door het Strouhal-getal. Dit getal wordt in dit geval berekend als het product van de frequentie en amplitude van de trilling, gedeeld door de snelheid. De waarde van deze indicator zal de snelheid van het voertuig in de cruisevluchtmodus aanzienlijk beperken.
De waarde van deze indicator voor een Marsvoertuig moet 0,2 tot 0,4 zijn om overeen te komen met de Pennisewick-vergelijking. In dit geval zal het uiteindelijk nodig zijn om het Reynoldsgetal (Re) in een interval te brengen dat overeenkomt met een groot vliegend insect. Bijvoorbeeld onder redelijk goed bestudeerde haviksmotten: Re staat bekend om verschillende vliegsnelheden, afhankelijk van de snelheid kan deze waarde variëren van 3500 tot 15000. Michael Habib suggereert dat de makers van het Marsvliegtuig ook binnen dit bereik blijven.
Het voorgestelde systeem kan tegenwoordig op verschillende manieren worden opgelost. De meest elegante hiervan is de constructie van krommen met het vinden van de snijpunten, maar het snelst en veel gemakkelijker om alle gegevens in het programma voor het berekenen van matrices in te voeren en iteratief op te lossen. De Amerikaanse wetenschapper geeft niet alle mogelijke oplossingen en concentreert zich op degene die hij het meest geschikt acht. Volgens deze berekeningen zou de lengte van het "hypothetische dier" 1 meter moeten zijn, de massa ongeveer 0,5 kg en de relatieve vleugelverlenging 8,0.
Voor een apparaat of wezen van deze omvang zou het Strouhal-getal 0,31 (zeer goed resultaat), Re - 13 900 (ook goed), liftcoëfficiënt - 0,5 (aanvaardbaar resultaat voor kruisvlucht) zijn. Om dit apparaat echt voor te stellen, vergeleek Khabib de verhoudingen met de verhoudingen van eenden. Maar tegelijkertijd moet het gebruik van niet-stijve synthetische materialen het nog lichter maken dan een hypothetische eend van dezelfde grootte. Bovendien zal deze drone veel vaker met zijn vleugels moeten klappen, dus hier zou het gepast zijn om hem te vergelijken met een mug. Tegelijkertijd maakt het Re-getal, vergelijkbaar met dat van vlinders, het mogelijk om te beoordelen dat het apparaat gedurende korte tijd een hoge liftcoëfficiënt zal hebben.
Voor de lol suggereert Michael Habib dat zijn hypothetische vliegmachine zal opstijgen als een vogel of een insect. Iedereen weet dat dieren zich niet over de startbaan verspreiden, bij het opstijgen duwen ze de steun af. Hiervoor gebruiken vogels, net als insecten, hun ledematen en vleermuizen (waarschijnlijk deden pterosauriërs dit eerder) ook hun eigen vleugels als duwsysteem. Vanwege het feit dat de zwaartekracht op de Rode Planeet erg klein is, is zelfs een relatief kleine duw voldoende om op te stijgen - in de buurt van 4% van wat de beste aardspringers kunnen laten zien. Bovendien, als het duwsysteem van het apparaat erin slaagt om kracht toe te voegen, zal het zonder problemen kunnen opstijgen, zelfs vanaf kraters.
Opgemerkt moet worden dat dit een zeer ruwe illustratie is en niets meer. Momenteel zijn er een groot aantal redenen waarom de ruimtemachten dergelijke drones nog niet hebben gemaakt. Onder hen kan men het probleem van het inzetten van een vliegtuig op Mars noemen (het kan worden gedaan met behulp van een rover), onderhoud en stroomvoorziening. Het idee is vrij moeilijk te implementeren, waardoor het uiteindelijk ondoeltreffend of zelfs volledig onuitvoerbaar kan worden.
Vliegtuig om Mars te verkennen
Gedurende 30 jaar zijn Mars en zijn oppervlak onderzocht met een breed scala aan technische middelen, het is onderzocht door satellieten in een baan om de aarde, en meer dan 15 soorten verschillende apparaten, wonderbaarlijke terreinvoertuigen en andere sluwe apparaten. Er wordt aangenomen dat er binnenkort ook een robotvliegtuig naar Mars wordt gestuurd. Het NASA Science Center heeft in ieder geval al een nieuw project ontwikkeld voor een speciaal robotvliegtuig dat is ontworpen om de Rode Planeet te bestuderen. Aangenomen wordt dat het vliegtuig het oppervlak van Mars zal bestuderen vanaf een hoogte die vergelijkbaar is met die van de verkenningsrovers van Mars.
Met behulp van zo'n rover zullen wetenschappers de oplossing ontdekken voor een groot aantal Mars-mysteries die nog niet door de wetenschap zijn verklaard. Het Mars-ruimtevaartuig zal in staat zijn om op een hoogte van ongeveer 1,6 meter boven het aardoppervlak te zweven en vele honderden meters te vliegen. Tegelijkertijd zal dit apparaat foto- en video-opnamen maken in verschillende bereiken en het oppervlak van Mars op afstand scannen.
De rover moet alle voordelen van moderne rovers combineren, vermenigvuldigd met het potentieel om grote afstanden en gebieden te verkennen. Het Mars-ruimtevaartuig, dat al de aanduiding ARES heeft gekregen, wordt momenteel gemaakt door 250 specialisten die op verschillende gebieden werkzaam zijn. Ze hebben al een prototype gemaakt van het Marsvliegtuig, dat de volgende afmetingen heeft: een spanwijdte van 6,5 meter, een lengte van 5 meter. Voor de vervaardiging van deze vliegende robot is het de bedoeling om het lichtste polymeer koolstofmateriaal te gebruiken.
Dit apparaat zou in precies hetzelfde geval aan de Rode Planeet worden afgeleverd als het apparaat om op het oppervlak van de planeet te landen. Het belangrijkste doel van deze romp is om het ruimtevaartuig te beschermen tegen de destructieve effecten van oververhitting wanneer de capsule in contact komt met de atmosfeer van Mars, en om het ruimtevaartuig tijdens de landing te beschermen tegen mogelijke storingen en mechanische schade.
Wetenschappers zijn van plan dit vliegtuig naar Mars te gooien met behulp van reeds bewezen vliegdekschepen, maar ook hier hebben ze nieuwe ideeën. 12 uur voordat het op het oppervlak van de Rode Planeet landt, scheidt het apparaat zich van de drager en op een hoogte van 32 km. Boven het oppervlak van Mars zal het een Mars-vliegtuig uit de capsule loslaten, waarna het Mars-vliegtuig onmiddellijk zijn motoren start en met zijn zes meter lange vleugels een autonome vlucht over het oppervlak van de planeet begint.
Er wordt aangenomen dat het ARES-vliegtuig in staat zal zijn om over de Marsbergen te vliegen, die volledig onontgonnen zijn door aardbewoners, en het nodige onderzoek te doen. Conventionele rovers kunnen geen bergen beklimmen en satellieten vinden het moeilijk om details te onderscheiden. Tegelijkertijd zijn er in de bergen van Mars zones met een sterk magnetisch veld, waarvan de aard onbegrijpelijk is voor wetenschappers. Tijdens de vlucht neemt ARES elke 3 minuten luchtmonsters uit de atmosfeer. Dit is vrij belangrijk, aangezien er methaangas is gevonden op Mars, waarvan de aard en de bron absoluut niet duidelijk is. Op aarde wordt methaan geproduceerd door levende wezens, terwijl de bron van methaan op Mars volkomen onduidelijk en nog onbekend is.
Ook in het ruimtevaartuig ARES Mars gaan ze apparatuur installeren om naar gewoon water te zoeken. Wetenschappers geloven dat ze met de hulp van ARES nieuwe informatie kunnen verkrijgen die licht zal werpen op het verleden van de Rode Planeet. Onderzoekers hebben het ARES-project al het kortste ruimteprogramma genoemd. Een Mars-vliegtuig kan slechts ongeveer 2 uur in de lucht blijven totdat de brandstof op is. Maar zelfs in deze korte tijd zal ARES nog steeds in staat zijn om de afstand van 1500 kilometer boven het oppervlak van Mars te overbruggen. Daarna zal het apparaat landen en het oppervlak en de atmosfeer van Mars kunnen blijven bestuderen.
