در حال حاضر ، سطح مریخ با استفاده از ایستگاه های مداری ویژه و همچنین ماژول های ثابت یا مریخ نوردهای کند حرکت در حال کاوش است. بین این وسایل نقلیه تحقیقاتی فاصله زیادی وجود دارد که می تواند توسط هواپیماهای مختلف پر شود. به نظر می رسد ، چرا دستگاه های مصنوعی ساخته شده توسط انسان هنوز بر روی سطح سیاره سرخ پرواز نمی کنند؟ پاسخ این س onال در سطح (به تمام معنا) نهفته است ، چگالی جو مریخ تنها 1.6 of چگالی جو زمین از سطح دریا است ، که به نوبه خود به این معنی است که هواپیماهای مریخ باید در سرعت بسیار بالا برای اینکه زمین نخورد.
جو مریخ بسیار نادر است ، به همین دلیل هواپیماهایی که هنگام حرکت در جو زمین توسط انسان استفاده می شوند عملاً به هیچ وجه برای استفاده در جو سیاره سرخ مناسب نیستند. در همان زمان ، به طرز شگفت آوری ، مایکل حبیب ، دیرینه شناس آمریکایی ، راهی برای خروج از وضعیت کنونی با وسایل نقلیه پرواز مریخ آینده پیشنهاد کرد. به گفته دیرینه شناس ، پروانه های معمولی زمینی یا پرندگان کوچک می توانند به نمونه اولیه عالی دستگاه هایی تبدیل شوند که قادر به پرواز در جو مریخ هستند. مایکل حبیب معتقد است که با بازآفرینی چنین موجوداتی ، افزایش اندازه آنها ، به شرط حفظ نسبت آنها ، بشر قادر خواهد بود دستگاههای مناسب برای پروازها را در جو سیاره سرخ بدست آورد.
نمایندگان سیاره ما مانند پروانه ها یا مرغ مگس خوار می توانند در جو با ویسکوزیته کم ، یعنی در همان اتمسفر روی سطح مریخ پرواز کنند. به همین دلیل است که آنها می توانند به عنوان مدلهای بسیار خوبی برای ایجاد مدلهای آینده هواپیما مناسب برای فتح جو مریخ عمل کنند. حداکثر ابعاد چنین دستگاه هایی را می توان با استفاده از معادله دانشمند انگلیسی Colin Pennisewick از بریستول محاسبه کرد. با این حال ، مشکلات اصلی هنوز باید به عنوان مسائل مربوط به نگهداری چنین هواپیماهایی در مریخ در فاصله از مردم و در غیاب آنها در سطح شناخته شوند.
رفتار همه حیوانات شناور و پرنده (و همچنین ماشین ها) را می توان با شماره رینولدز (Re) بیان کرد: برای این کار باید سرعت پرواز (یا شناگر) ، طول مشخصه (به عنوان مثال ، هیدرولیک) را ضرب کنید. اگر در مورد رودخانه صحبت می کنیم) قطر و مایع چگالی (گاز) ، و نتیجه به دست آمده در نتیجه ضرب بر ویسکوزیته پویا تقسیم می شود. نتیجه نسبت نیروهای اینرسی به نیروهای چسبناک است. یک هواپیمای معمولی قادر است با یک عدد Re بالا (اینرسی بسیار زیاد در رابطه با ویسکوزیته هوا) پرواز کند. با این حال ، حیواناتی روی زمین هستند که برای تعداد نسبتاً کمی از Re "کافی" هستند. اینها پرندگان یا حشرات کوچکی هستند: برخی از آنها آنقدر کوچک هستند که در حقیقت پرواز نمی کنند ، بلکه در هوا شناور می شوند.
مایکل حبیب ، دیرینه شناس ، با توجه به این امر ، پیشنهاد کرد که هر یک از این حیوانات یا حشرات را افزایش داده و همه نسبت ها را افزایش دهیم. بنابراین می توان هواپیمایی متناسب با جو مریخ و بدون نیاز به سرعت پرواز بالا تهیه کرد. کل سوال این است که پروانه یا پرنده را در چه اندازه ای می توان بزرگ کرد؟ اینجاست که معادله کالین پنیزویک مطرح می شود.در سال 2008 ، این دانشمند برآوردی را پیشنهاد کرد که بر اساس آن فرکانس نوسانات می تواند در محدوده ای که از اعداد زیر ایجاد می شود متفاوت باشد: جرم بدن (بدن) - تا درجه 3/8 ، طول - تا -23/24 درجه ، سطح بال - تا درجه - 1/3 ، شتاب ناشی از گرانش 1/2 است ، چگالی مایع -3/8 است.
این برای محاسبات بسیار مناسب است ، زیرا اصلاحاتی را می توان انجام داد که با چگالی هوا و نیروی گرانش در مریخ مطابقت داشته باشد. در این مورد ، همچنین لازم است بدانیم که آیا ما به درستی از استفاده از بالها گرداب "تشکیل" می دهیم. خوشبختانه در اینجا یک فرمول مناسب نیز وجود دارد که با عدد استروحال بیان می شود. این عدد در این حالت به عنوان حاصل ضرب فرکانس و دامنه ارتعاش ، تقسیم بر سرعت محاسبه می شود. مقدار این نشانگر سرعت وسیله نقلیه را در حالت پرواز کروز بسیار محدود می کند.
مقدار این شاخص برای وسیله نقلیه مریخی باید از 0.2 تا 0.4 باشد تا با معادله Pennisewick مطابقت داشته باشد. در این مورد ، در پایان ، لازم است که عدد رینولدز (Re) را در فاصله ای که مربوط به یک حشره بزرگ پرواز است ، وارد کنید. به عنوان مثال ، در بین پروانه های شاهین نسبتاً خوب مطالعه شده است: Re با سرعت های مختلف پرواز شناخته می شود ، بسته به سرعت ، این مقدار می تواند از 3500 تا 15000 متغیر باشد. مایکل حبیب پیشنهاد می کند که سازندگان هواپیمای مریخ نیز در این محدوده نگهداری کنند.
سیستم پیشنهادی امروزه می تواند به طرق مختلف حل شود. زیباترین آنها ساخت منحنی ها با یافتن نقاط تقاطع است ، اما سریع ترین و بسیار آسان تر است که همه داده ها را برای محاسبه ماتریس ها در برنامه وارد کرده و آن را به صورت تکراری حل کنید. دانشمند آمریکایی تمام راه حل های ممکن را ارائه نمی دهد و بر راه حلی که مناسب ترین راه را می داند تمرکز می کند. طبق این محاسبات ، طول "حیوان فرضی" باید 1 متر ، جرم حدود 0.5 کیلوگرم و طول نسبی بال 8.0 باشد.
برای دستگاه یا موجودی با این اندازه ، عدد استروحال 0.31 (نتیجه بسیار خوب) ، Re - 13 900 (همچنین خوب) ، ضریب بالابر - 0.5 (نتیجه قابل قبول برای پرواز کروز) خواهد بود. خبیب برای تصور واقعی این دستگاه ، نسبت های آن را با نسبت اردک مقایسه کرد. اما در عین حال ، استفاده از مواد مصنوعی غیر سفت و سخت باید آن را حتی از یک اردک فرضی با همان اندازه سبک تر کند. علاوه بر این ، این هواپیمای بدون سرنشین مجبور است بالهای خود را بیشتر بکشد ، بنابراین در اینجا مناسب است که آن را با میانه مقایسه کنیم. در عین حال ، عدد Re ، قابل مقایسه با پروانه ها ، می تواند قضاوت کند که برای مدت کوتاهی دستگاه دارای ضریب بالابری بالایی است.
برای سرگرمی ، مایکل حبیب پیشنهاد می کند که ماشین پرواز فرضی او مانند پرنده یا حشره بلند می شود. همه می دانند که حیوانات در طول باند پراکنده نمی شوند ، برای برخاستن آنها پشتیبانی را کنار می زنند. برای این منظور ، پرندگان ، مانند حشرات ، از اندام خود استفاده می کنند و خفاش ها (احتمالاً پتروزارها این کار را زودتر انجام داده اند) نیز از بالهای خود به عنوان یک سیستم هل دادن استفاده می کردند. با توجه به این واقعیت که نیروی گرانش در سیاره سرخ بسیار کم است ، حتی یک فشار نسبتاً کوچک برای برخاستن کافی است - در منطقه 4 درصد از آنچه که بهترین پرش کنندگان زمین می توانند نشان دهند. علاوه بر این ، اگر سیستم فشار دهنده دستگاه بتواند قدرت را افزایش دهد ، می تواند بدون هیچ مشکلی حتی از دهانه ها پرواز کند.
لازم به ذکر است که این یک تصویر بسیار خام است و نه بیشتر. در حال حاضر دلایل زیادی وجود دارد که چرا نیروهای فضایی هنوز چنین هواپیماهای بدون سرنشین ایجاد نکرده اند. در میان آنها ، می توان مشکل استقرار هواپیما در مریخ (که می تواند با کمک یک مریخ نورد انجام شود) ، تعمیر و نگهداری و منبع تغذیه را مشخص کرد. اجرای این ایده کاملاً دشوار است ، که در نهایت ممکن است آن را بی اثر یا حتی کاملاً غیرقابل اجرا کند.
هواپیما برای کشف مریخ
به مدت 30 سال ، مریخ و سطح آن با طیف گسترده ای از ابزارهای فنی مورد بررسی قرار گرفته است ، توسط ماهواره ها و بیش از 15 نوع دستگاه مختلف ، وسایل نقلیه همه جانبه معجزه آسا و سایر وسایل حیله گر مورد بررسی قرار گرفته است. فرض بر این است که به زودی یک هواپیمای رباتیک نیز به مریخ ارسال می شود. حداقل مرکز علمی ناسا در حال حاضر پروژه جدیدی را برای یک هواپیمای رباتیک ویژه طراحی کرده است که برای مطالعه سیاره سرخ طراحی شده است. فرض بر این است که هواپیما سطح مریخ را از ارتفاع قابل مقایسه با مریخ نوردهای کاوشگر مریخ مورد مطالعه قرار می دهد.
دانشمندان با کمک چنین مریخ نوردی راه حل تعداد زیادی از رازهای مریخ را که هنوز توسط علم توضیح داده نشده است ، کشف خواهند کرد. فضاپیمای مریخ قادر خواهد بود بر فراز سطح سیاره در ارتفاع حدود 1.6 متری معلق باشد و صدها متر را پرواز کند. در عین حال ، این واحد ضبط عکس و فیلم را در محدوده های مختلف انجام می دهد و سطح مریخ را از راه دور اسکن می کند.
مریخ نورد باید تمام مزایای مریخ نوردهای مدرن را با ضرب در پتانسیل کاوش در فواصل و مناطق وسیع ترکیب کند. فضاپیمای مریخ ، که قبلاً نام ARES را دریافت کرده است ، در حال حاضر توسط 250 متخصص که در زمینه های مختلف کار می کنند ، ایجاد می شود. آنها قبلاً نمونه اولیه هواپیمای مریخ را ایجاد کرده اند که دارای ابعاد زیر است: طول بال 6.5 متر ، طول 5 متر. برای ساخت این ربات پرنده ، برنامه ریزی شده است که از سبک ترین مواد کربنی پلیمری استفاده شود.
قرار است این دستگاه دقیقاً در همان موردی که برای فرود روی سطح این سیاره در نظر گرفته شده به سیاره سرخ تحویل داده شود. هدف اصلی این بدنه محافظت از فضاپیما در برابر اثرات مخرب گرم شدن بیش از حد هنگام تماس کپسول با جو مریخ و همچنین محافظت از فضاپیما در هنگام فرود در برابر خرابی های احتمالی و آسیب های مکانیکی است.
دانشمندان قصد دارند این هواپیما را با کمک حاملان اثبات شده به مریخ پرتاب کنند ، اما در اینجا آنها ایده های جدیدی نیز دارند. 12 ساعت قبل از فرود در سطح سیاره سرخ ، دستگاه از حامل و در ارتفاع 32 کیلومتری جدا می شود. در بالای سطح مریخ ، یک هواپیمای مریخی را از کپسول رها می کند ، پس از آن هواپیمای مریخ بلافاصله موتورهای خود را راه اندازی می کند و با استقرار بال های شش متری خود ، پرواز خودکار را بر روی سطح سیاره آغاز می کند.
فرض بر این است که هواپیمای ARES قادر خواهد بود بر فراز کوههای مریخ ، که توسط زمینیان کاملاً کشف نشده است ، پرواز کند و تحقیقات لازم را انجام دهد. مریخ نوردهای معمولی نمی توانند از کوه بالا بروند و ماهواره ها تشخیص جزئیات را دشوار می دانند. در همان زمان ، در کوه های مریخ ، مناطقی با میدان مغناطیسی قوی وجود دارد که طبیعت آن برای دانشمندان قابل درک نیست. در هنگام پرواز ، ARES هر 3 دقیقه یکبار نمونه های هوا را از جو می گیرد. این بسیار مهم است ، زیرا گاز متان در مریخ یافت شده است ، ماهیت و منبع آن کاملاً مشخص نیست. در زمین ، متان توسط موجودات زنده تولید می شود ، در حالی که منبع متان در مریخ کاملاً مبهم و هنوز ناشناخته است.
همچنین در فضاپیمای ARES Mars قصد دارند تجهیزات را برای جستجوی آب معمولی نصب کنند. دانشمندان بر این باورند که با کمک ARES آنها می توانند اطلاعات جدیدی را بدست آورند که گذشته سیاره سرخ را روشن خواهد کرد. محققان پروژه ARES را کوتاه ترین برنامه فضایی نامیده اند. هواپیمای مریخ تنها می تواند حدود 2 ساعت در هوا بماند تا زمانی که سوخت آن تمام شود. با این حال ، ARES حتی در این مدت زمان کوتاه همچنان قادر است مسافت 1500 کیلومتری از سطح مریخ را بپیماید. پس از آن ، دستگاه فرود می آید و می تواند به مطالعه سطح و جو مریخ ادامه دهد.
