Şu anda, Mars'ın yüzeyi, özel yörünge istasyonlarının yanı sıra sabit modüller veya yavaş hareket eden geziciler kullanılarak araştırılıyor. Bu araştırma araçları arasında çeşitli uçaklar tarafından doldurulabilecek oldukça büyük bir boşluk var. Görünüşe göre, insan tarafından yaratılan yapay cihazlar neden hala Kızıl Gezegenin yüzeyinde uçmuyor? Bu sorunun cevabı yüzeyde (her anlamda), Mars atmosferinin yoğunluğu, deniz seviyesinden dünya atmosferinin yoğunluğunun sadece% 1,6'sı kadardır, bu da Mars'taki uçakların uçması gerektiği anlamına gelir. düşmemek için çok yüksek bir hız.
Mars'ın atmosferi çok nadirdir, bu nedenle insanlar tarafından Dünya atmosferinde hareket ederken kullanılan uçaklar, Kızıl Gezegenin atmosferinde kullanım için pratik olarak hiçbir şekilde uygun değildir. Aynı zamanda, şaşırtıcı bir şekilde, Amerikalı paleontolog Michael Habib, gelecekteki Marslı uçan araçlarla mevcut durumdan bir çıkış yolu önerdi. Paleontologa göre, sıradan karasal kelebekler veya küçük kuşlar, Mars atmosferinde uçabilen cihazların mükemmel bir prototipi olabilir. Michael Habib, bu tür yaratıkları yeniden yaratarak, boyutlarını artırarak, oranlarının korunması koşuluyla, insanlığın Kızıl Gezegen atmosferinde uçuşlara uygun cihazlar elde edebileceğine inanıyor.
Kelebekler veya sinek kuşları gibi gezegenimizin temsilcileri, düşük viskoziteli bir atmosferde, yani Mars'ın yüzeyindeki ile aynı atmosferde uçabilirler. Bu nedenle, Mars atmosferini fethetmeye uygun gelecekteki uçak modellerini oluşturmak için çok iyi modeller olarak hareket edebilirler. Bu tür cihazların maksimum boyutları, Bristol'den İngiliz bilim adamı Colin Pennisewick'in denklemi kullanılarak hesaplanabilir. Bununla birlikte, ana problemler, bu tür uçakların Mars'ta insanlardan uzakta ve yüzeyde yokluğunda bakımıyla ilgili sorunlar olarak kabul edilmelidir.
Tüm yüzen ve uçan hayvanların (ve makinelerin) davranışı Reynolds sayısı (Re) ile ifade edilebilir: bunun için uçağın (veya yüzücünün) hızını, karakteristik uzunluğu (örneğin, hidrolik) çarpmanız gerekir. çap, nehirden bahsediyorsak) ve yoğunluk sıvısı (gaz) ve çarpma sonucunda elde edilen sonuç dinamik viskoziteye bölünür. Sonuç, atalet kuvvetlerinin viskoz kuvvetlere oranıdır. Sıradan bir uçak yüksek bir Re sayısında uçabilir (havanın viskozitesine göre çok yüksek atalet). Bununla birlikte, Dünya'da nispeten az sayıda Re için "yeterli" olan hayvanlar vardır. Bunlar küçük kuşlar veya böceklerdir: bazıları o kadar küçüktür ki aslında uçmazlar, havada yüzerler.
Paleontolog Michael Habib, bunu göz önünde bulundurarak, bu hayvanlardan veya böceklerden herhangi birini alarak tüm oranları artırmayı önerdi. Böylece Mars atmosferine uyarlanmış ve yüksek uçuş hızı gerektirmeyen bir uçak elde etmek mümkün olacaktı. Bütün soru şu ki, bir kelebek veya bir kuş hangi boyuta büyütülebilir? Colin Pennisewick denkleminin devreye girdiği yer burasıdır.2008 yılında, bu bilim adamı, salınım sıklığının aşağıdaki sayılarla oluşturulan aralıkta değişebileceğine göre bir tahmin önerdi: vücut kütlesi (vücut) - 3/8 dereceye, uzunluk - -23/24 derece, kanat alanı - derece - 1/3, yerçekimi ivmesi 1/2, sıvının yoğunluğu -3/8.
Bu, hesaplamalar için oldukça uygundur, çünkü Mars'taki havanın yoğunluğuna ve yerçekimi kuvvetine karşılık gelen düzeltmeler yapılabilir. Bu durumda, kanatların kullanımından girdapları doğru bir şekilde "oluşturup oluşturmadığımızı" da bilmek gerekecektir. Neyse ki burada da Strouhal sayısı ile ifade edilen uygun bir formül var. Bu sayı, bu durumda titreşimin frekans ve genliğinin çarpımının hıza bölümü olarak hesaplanır. Bu göstergenin değeri, seyir uçuş modunda aracın hızını büyük ölçüde sınırlayacaktır.
Bir Mars aracı için bu göstergenin değeri, Pennisewick denklemine karşılık gelmesi için 0,2 ila 0,4 arasında olmalıdır. Bu durumda, sonunda Reynolds sayısını (Re) büyük bir uçan böceğe karşılık gelecek bir aralığa getirmek gerekecektir. Örneğin, oldukça iyi çalışılmış şahin güveleri arasında: Re, hıza bağlı olarak çeşitli uçuş hızları ile bilinir, bu değer 3500 ila 15000 arasında değişebilir. Michael Habib, Mars uçağının yaratıcılarının da bu aralıkta kaldığını öne sürüyor.
Önerilen sistem bugün çeşitli şekillerde çözülebilir. Bunların en zarifi, kesişme noktalarını bularak eğrilerin oluşturulmasıdır, ancak en hızlı ve çok daha kolay olan, matrisleri hesaplamak için tüm verileri programa girmek ve iteratif olarak çözmektir. Amerikalı bilim adamı, en uygun olduğunu düşündüğüne odaklanarak tüm olası çözümleri vermez. Bu hesaplamalara göre, "varsayımsal hayvanın" uzunluğu 1 metre, kütlesi yaklaşık 0,5 kg ve bağıl kanat uzaması 8,0 olmalıdır.
Bu boyuttaki bir cihaz veya yaratık için Strouhal sayısı 0,31 (çok iyi sonuç), Re - 13 900 (aynı zamanda iyi), kaldırma katsayısı - 0,5 (seyir uçuşu için kabul edilebilir sonuç) olacaktır. Bu aygıtı gerçekten hayal etmek için Khabib, oranlarını ördek oranlarıyla karşılaştırdı. Ancak aynı zamanda, sert olmayan sentetik malzemelerin kullanılması, onu aynı boyuttaki varsayımsal bir ördekten bile daha hafif yapmalıdır. Ek olarak, bu dronun kanatlarını çok daha sık çırpması gerekecek, bu yüzden burada onu bir tatarcık ile karşılaştırmak uygun olacaktır. Aynı zamanda, kelebeklerinkiyle karşılaştırılabilir olan Re sayısı, cihazın kısa bir süre için yüksek bir kaldırma katsayısına sahip olacağına karar vermeyi mümkün kılar.
Eğlenmek için Michael Habib, varsayımsal uçan makinesinin bir kuş ya da böcek gibi havalanacağını öne sürüyor. Herkes hayvanların pist boyunca dağılmadığını bilir, kalkış için desteği iterler. Bunun için kuşlar, böcekler gibi uzuvlarını kullanırlar ve yarasalar (muhtemelen bunu daha önce pterosaurlar yapmıştır) itme sistemi olarak kendi kanatlarını kullanırlar. Kızıl Gezegen üzerindeki yerçekimi kuvvetinin çok küçük olması nedeniyle, kalkış için nispeten küçük bir itme bile yeterlidir - en iyi dünya jumperlarının gösterebileceğinin %4'ü civarında. Ayrıca aparatın itici sistemi güç eklemeyi başarırsa kraterlerden bile sorunsuz bir şekilde havalanabilecektir.
Bunun çok kaba bir örnek olduğu ve başka bir şey olmadığı belirtilmelidir. Şu anda, uzay güçlerinin henüz bu tür dronları yaratmamasının çok sayıda nedeni var. Bunlar arasında, Mars'a bir uçak yerleştirme (bir gezici yardımıyla yapılabilir), bakım ve güç kaynağı sorunu seçilebilir. Bu fikrin uygulanması oldukça zordur, bu da sonunda onu etkisiz ve hatta tamamen uygulanamaz hale getirebilir.
Mars'ı keşfetmek için uçak
30 yıldır, Mars ve yüzeyi çok çeşitli teknik araçlarla araştırılmış, yörüngedeki uydular ve 15'ten fazla çeşit çeşitli cihaz, mucizevi arazi araçları ve diğer kurnaz cihazlarla araştırılmıştır. Yakında bir robot uçağın da Mars'a gönderileceği tahmin ediliyor. En azından NASA Bilim Merkezi, Kızıl Gezegeni incelemek için tasarlanmış özel bir robotik uçak için yeni bir proje geliştirdi. Uçağın Mars yüzeyini, Mars keşif gezicileriyle karşılaştırılabilir bir yükseklikten inceleyeceği varsayılıyor.
Böyle bir gezicinin yardımıyla bilim adamları, henüz bilim tarafından açıklanmayan çok sayıda Mars gizeminin çözümünü keşfedecekler. Mars uzay aracı, yaklaşık 1,6 metre yükseklikte gezegen yüzeyinin üzerinde uçabilecek ve yüzlerce metre uçabilecek. Aynı zamanda bu birim, farklı aralıklarda fotoğraf ve video kaydı yapacak ve Mars'ın yüzeyini uzaktan tarayacak.
Gezici, modern gezicilerin tüm avantajlarını, geniş mesafeleri ve alanları keşfetme potansiyeli ile çarpılarak birleştirmelidir. Halihazırda ARES adını almış olan Mars uzay aracı, şu anda çeşitli alanlarda çalışan 250 uzman tarafından oluşturuluyor. Aşağıdaki boyutlara sahip olan Mars uçağının bir prototipini zaten yarattılar: 6,5 metre kanat açıklığı, 5 metre uzunluk. Bu uçan robotun üretimi için en hafif polimer karbon malzemesinin kullanılması planlanıyor.
Bu cihazın, gezegenin yüzeyine iniş cihazıyla tamamen aynı durumda Kızıl Gezegene teslim edilmesi gerekiyor. Bu gövdenin temel amacı, uzay aracını, kapsül Mars atmosferi ile temas ettiğinde aşırı ısınmanın yıkıcı etkilerinden korumak ve ayrıca iniş sırasında uzay aracını olası arızalardan ve mekanik hasarlardan korumaktır.
Bilim adamları, bu uçağı zaten kanıtlanmış taşıyıcıların yardımıyla Mars'a atmayı planlıyorlar, ancak burada da yeni fikirleri var. Kızıl Gezegenin yüzeyine inmeden 12 saat önce cihaz, 32 km yükseklikte taşıyıcıdan ayrılacak. Mars yüzeyinin üzerinde, kapsülden bir Mars uçağı çıkaracak, bundan sonra Mars uçağı hemen motorlarını çalıştıracak ve altı metrelik kanatlarını açarak gezegenin yüzeyi üzerinde özerk bir uçuşa başlayacak.
ARES uçağının, dünyalılar tarafından tamamen keşfedilmemiş Mars dağlarının üzerinden uçabileceği ve gerekli araştırmaları yapacağı tahmin ediliyor. Geleneksel geziciler dağlara tırmanamaz ve uydular ayrıntıları ayırt etmekte zorlanırlar. Aynı zamanda, Mars dağlarında, doğası bilim adamları için anlaşılmaz olan güçlü bir manyetik alana sahip bölgeler vardır. ARES, uçuşta her 3 dakikada bir atmosferden hava örnekleri alacak. Bu oldukça önemlidir, çünkü doğası ve kaynağı kesinlikle net olmayan Mars'ta metan gazı bulunmuştur. Dünya'da metan canlılar tarafından üretilirken, Mars'taki metan kaynağı tamamen belirsiz ve hala bilinmiyor.
Ayrıca ARES Mars uzay aracında sıradan su aramak için ekipman kuracaklar. Bilim adamları, ARES'in yardımıyla Kızıl Gezegenin geçmişine ışık tutacak yeni bilgiler elde edebileceklerine inanıyorlar. Araştırmacılar zaten ARES projesini en kısa uzay programı olarak adlandırdılar. Bir Mars uçağı, yakıtı bitene kadar sadece yaklaşık 2 saat havada kalabilir. Ancak bu kısa sürede bile ARES, Mars yüzeyinden 1500 kilometrelik mesafeyi kat edebilecek. Bundan sonra cihaz inecek ve Mars'ın yüzeyini ve atmosferini incelemeye devam edebilecek.
