Robot bay khám phá bề mặt sao Hỏa

14
Hiện tại, bề mặt Sao Hỏa đang được khám phá bằng cách sử dụng các trạm quỹ đạo đặc biệt, cũng như các mô-đun cố định hoặc máy thám hiểm tốc độ thấp. Giữa các phương tiện nghiên cứu này có một khoảng cách khá lớn mà nhiều loại máy bay khác nhau có thể lấp đầy. Có vẻ như, tại sao vẫn chưa có phương tiện nhân tạo nhân tạo nào bay trên bề mặt Hành tinh Đỏ? Câu trả lời cho câu hỏi này là hiển nhiên (theo mọi nghĩa), mật độ bầu khí quyển của Sao Hỏa chỉ bằng 1,6% mật độ của bầu khí quyển Trái đất so với mực nước biển, điều này có nghĩa là các máy bay trên Sao Hỏa sẽ phải bay ở tốc độ rất cao. tốc độ sao cho không bị ngã.

Bầu khí quyển của Sao Hỏa rất mỏng, vì lý do này, những chiếc máy bay được con người sử dụng khi di chuyển trong bầu khí quyển của Trái đất thực tế không phù hợp để sử dụng trong bầu khí quyển của Hành tinh Đỏ. Đồng thời, thật đáng ngạc nhiên, nhà cổ sinh vật học người Mỹ Michael Habib đã đề xuất một cách thoát khỏi tình trạng hiện tại bằng máy bay sao Hỏa trong tương lai. Theo nhà cổ sinh vật học, những loài bướm trên cạn thông thường hoặc những loài chim nhỏ có thể trở thành nguyên mẫu tuyệt vời của các thiết bị có khả năng bay trong bầu khí quyển sao Hỏa. Michael Habib tin rằng bằng cách tái tạo những sinh vật như vậy, tăng kích thước của chúng trong khi vẫn duy trì tỷ lệ của chúng, nhân loại sẽ có thể có được những thiết bị phù hợp để bay trong bầu khí quyển của Hành tinh Đỏ.

Các đại diện của hành tinh chúng ta như bướm hay chim ruồi có thể bay trong bầu khí quyển có độ nhớt thấp, nghĩa là trong bầu khí quyển giống như trên bề mặt Sao Hỏa. Đó là lý do tại sao chúng có thể là những mô hình rất tốt để tạo ra các mẫu máy bay trong tương lai phù hợp cho việc chinh phục bầu khí quyển sao Hỏa. Kích thước tối đa của những thiết bị như vậy có thể được tính bằng phương trình của nhà khoa học người Anh Colin Penniswick đến từ Bristol. Tuy nhiên, các vấn đề chính vẫn cần được thừa nhận là các vấn đề liên quan đến việc bảo trì những chiếc máy bay như vậy trên Sao Hỏa ở khoảng cách xa với con người và sự vắng mặt của chúng trên bề mặt.

Robot bay khám phá bề mặt sao Hỏa

Hành vi của tất cả các động vật nổi và bay (cũng như ô tô) có thể được biểu thị bằng số Reynolds (Re): để làm được điều này, bạn cần nhân tốc độ của người bay (hoặc người bơi), chiều dài đặc trưng (ví dụ: đường kính thủy lực, nếu chúng ta đang nói về một dòng sông) và mật độ chất lỏng (khí), và kết quả thu được do phép nhân được chia cho độ nhớt động lực. Kết quả là tỷ số giữa lực quán tính và lực nhớt. Một chiếc máy bay bình thường có thể bay với số Re cao (quán tính rất cao so với độ nhớt của không khí). Tuy nhiên, có những loài động vật trên Trái đất “đủ” với số lượng Re. Đây là những loài chim hoặc côn trùng nhỏ: một số trong số chúng nhỏ đến mức trên thực tế, chúng không bay mà bơi trong không khí.

Nhà cổ sinh vật học Michael Habib, khi tính đến điều này, đã đề xuất lấy bất kỳ loài động vật hoặc côn trùng nào trong số này, tăng tất cả các tỷ lệ. Bằng cách này, người ta có thể chế tạo được một chiếc máy bay thích ứng với bầu khí quyển sao Hỏa và không yêu cầu tốc độ bay cao. Toàn bộ câu hỏi là: một con bướm hay một con chim có thể được phóng to đến kích cỡ nào? Đây là lúc phương trình của Colin Pennyswick xuất hiện. Nhà khoa học này vào năm 2008 đã đề xuất một ước tính, theo đó tần số dao động có thể thay đổi trong phạm vi được hình thành bởi các số sau: khối lượng cơ thể (vật thể) - lũy thừa 3/8, chiều dài - lũy thừa -23/24, diện tích cánh - tới cấp - 1/3, gia tốc trọng trường tới cấp 1/2, mật độ chất lỏng tới cấp -3/8.

Điều này khá thuận tiện cho việc tính toán, vì có thể thực hiện các hiệu chỉnh tương ứng với mật độ không khí và trọng lực trên Sao Hỏa. Trong trường hợp này, cũng cần phải biết liệu chúng ta có “hình thành” các xoáy một cách chính xác khi sử dụng cánh hay không. May mắn thay, ở đây cũng có một công thức phù hợp, được biểu thị bằng số Strouhal. Con số này được tính trong trường hợp này là tích của tần số và biên độ của dao động chia cho tốc độ. Giá trị của chỉ báo này sẽ hạn chế đáng kể tốc độ của thiết bị ở chế độ bay hành trình.


Giá trị của chỉ số này đối với bộ máy sao Hỏa phải nằm trong khoảng từ 0,2 đến 0,4 để tương ứng với phương trình Pennyswick. Trong trường hợp này, cuối cùng sẽ cần phải đưa số Reynolds (Re) vào phạm vi tương ứng với một loài côn trùng bay lớn. Ví dụ, đối với bướm diều hâu được nghiên cứu khá kỹ: Re được biết đến với nhiều tốc độ bay khác nhau, tùy thuộc vào tốc độ, giá trị này có thể thay đổi từ 3500 đến 15000. Michael Habib gợi ý rằng những người tạo ra máy bay sao Hỏa cũng nên giữ trong phạm vi này.

Ngày nay hệ thống đề xuất có thể được giải quyết bằng nhiều cách khác nhau. Cách hay nhất trong số đó là xây dựng các đường cong và tìm các điểm giao nhau, nhưng cách nhanh nhất và đơn giản nhất là nhập tất cả dữ liệu vào chương trình tính toán ma trận và giải lặp. Nhà khoa học người Mỹ không đưa ra tất cả các giải pháp khả thi mà tập trung vào giải pháp mà ông cho là phù hợp nhất. Theo những tính toán này, chiều dài của “động vật giả định” phải là 1 mét, khối lượng khoảng 0,5 kg và độ dài tương đối của cánh phải là 8,0.

Đối với một phương tiện hoặc sinh vật có kích thước này, số Strouhal sẽ là 0,31 (một kết quả rất tốt), Re – 13 (cũng tốt) và hệ số nâng – ​​900 (một kết quả chấp nhận được đối với chuyến bay hành trình). Để thực sự hình dung được thiết bị này, Khabib đã so sánh tỷ lệ của nó với tỷ lệ của một con vịt. Nhưng việc sử dụng vật liệu tổng hợp không cứng chắc sẽ khiến nó thậm chí còn nhẹ hơn một con vịt giả định có cùng kích thước. Ngoài ra máy bay không người lái bạn sẽ phải vỗ cánh thường xuyên hơn nhiều, vì vậy sẽ rất thích hợp nếu so sánh nó với một con ruồi. Đồng thời, số Re, có thể so sánh với số con bướm, cho phép chúng ta đánh giá rằng trong thời gian ngắn thiết bị sẽ có hệ số nâng cao.


Để giải trí, Michael Habib gợi ý rằng chiếc máy bay giả định của anh ấy sẽ cất cánh giống như một con chim hoặc côn trùng. Mọi người đều biết rằng động vật không chạy tán loạn trên đường băng, để cất cánh, chúng phải lao ra khỏi giá đỡ. Để làm điều này, các loài chim, giống như côn trùng, sử dụng các chi của chúng và dơi (có khả năng là loài thằn lằn bay đã làm điều này trước đó) cũng sử dụng đôi cánh của chính chúng làm hệ thống đẩy. Do lực hấp dẫn trên Hành tinh Đỏ rất thấp nên ngay cả một lực đẩy tương đối nhỏ cũng đủ để cất cánh - khoảng 4% so với những gì những người nhảy giỏi nhất trên trái đất có thể chứng minh. Hơn nữa, nếu hệ thống đẩy của thiết bị có thể tăng công suất, nó sẽ có thể cất cánh ngay cả từ miệng núi lửa mà không gặp vấn đề gì.

Điều đáng chú ý là đây chỉ là một minh họa rất thô sơ và không có gì hơn thế. Hiện tại, có rất nhiều lý do khiến các cường quốc vũ trụ vẫn chưa chế tạo được những chiếc máy bay không người lái như vậy. Trong số đó, chúng ta có thể nêu bật vấn đề triển khai máy bay trên sao Hỏa (có thể được thực hiện với sự trợ giúp của máy thám hiểm), bảo trì và cung cấp năng lượng. Ý tưởng này khá khó thực hiện, cuối cùng có thể khiến nó không hiệu quả hoặc thậm chí hoàn toàn không khả thi.

Máy bay khám phá sao Hỏa

Trong 30 năm, Sao Hỏa và bề mặt của nó đã được nghiên cứu bằng nhiều phương tiện kỹ thuật, nó được nghiên cứu bằng các vệ tinh quay quanh và hơn 15 loại thiết bị khác nhau, các phương tiện vượt mọi địa hình kỳ diệu và các thiết bị tinh vi khác. Người ta cho rằng một chiếc máy bay robot sẽ sớm được đưa lên sao Hỏa. Ít nhất, trung tâm nghiên cứu của NASA đã phát triển một dự án mới về một loại máy bay robot đặc biệt được thiết kế để nghiên cứu Hành tinh Đỏ. Người ta cho rằng máy bay sẽ nghiên cứu bề mặt sao Hỏa từ độ cao tương đương với chiều cao của các nhà thám hiểm mọi địa hình sao Hỏa.


Với sự trợ giúp của tên lửa sao Hỏa như vậy, các nhà khoa học sẽ có thể giải quyết được một số lượng lớn những bí ẩn về sao Hỏa mà khoa học vẫn chưa giải thích được. Tên lửa sao Hỏa sẽ có thể bay lơ lửng trên bề mặt hành tinh ở độ cao khoảng 1.6 mét và bay xa hàng trăm mét. Đồng thời, thiết bị này sẽ chụp ảnh, quay video ở các phạm vi khác nhau và quét bề mặt sao Hỏa ở khoảng cách xa.

Tên lửa sao Hỏa sẽ kết hợp tất cả những ưu điểm của tàu thám hiểm sao Hỏa hiện đại, nhân lên tiềm năng nghiên cứu những khoảng cách và khu vực rộng lớn. Tên lửa sao Hỏa, đã nhận được ký hiệu ARES, hiện đang được tạo ra bởi 250 chuyên gia làm việc trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Họ đã tạo ra một nguyên mẫu máy bay sao Hỏa, có kích thước như sau: sải cánh 6.5 mét, dài 5 mét. Để làm cho việc này bay người máy Nó được lên kế hoạch sử dụng vật liệu carbon polymer nhẹ nhất.

Thiết bị này được cho là sẽ được chuyển đến Hành tinh Đỏ trong trường hợp giống hệt như thiết bị hạ cánh trên bề mặt hành tinh. Mục đích chính của lớp vỏ này là để bảo vệ tên lửa Sao Hỏa khỏi tác động tàn phá của quá nhiệt khi viên nang tiếp xúc với bầu khí quyển của Sao Hỏa, cũng như để bảo vệ phương tiện trong quá trình hạ cánh khỏi những sự cố và hư hỏng cơ học có thể xảy ra.

Các nhà khoa học có kế hoạch phóng chiếc máy bay này lên sao Hỏa bằng cách sử dụng các tàu sân bay đã được chứng minh, nhưng họ cũng có những ý tưởng mới ở đây. 12 giờ trước khi hạ cánh xuống bề mặt Hành tinh Đỏ, thiết bị sẽ tách khỏi tàu sân bay và ở độ cao 32 km. phía trên bề mặt Sao Hỏa, nó sẽ phóng một chiếc máy bay Sao Hỏa ra khỏi khoang, sau đó tên lửa Sao Hỏa sẽ ngay lập tức khởi động động cơ và dang rộng đôi cánh dài sáu mét, sẽ bắt đầu chuyến bay tự động trên bề mặt hành tinh.


Người ta cho rằng máy bay ARES sẽ có thể bay qua những ngọn núi trên sao Hỏa, nơi hoàn toàn chưa được người trái đất khám phá và thực hiện các nghiên cứu cần thiết. Xe thám hiểm sao Hỏa thông thường không thể leo núi và các vệ tinh gặp khó khăn trong việc phân biệt chi tiết. Đồng thời, ở vùng núi trên sao Hỏa có những vùng có từ trường mạnh, bản chất của nó vẫn chưa được các nhà khoa học biết rõ. Trong suốt chuyến bay, ARES sẽ lấy mẫu không khí trong khí quyển cứ sau 3 phút. Điều này khá quan trọng, vì khí metan được tìm thấy trên Sao Hỏa, bản chất và nguồn gốc của nó hoàn toàn không rõ ràng. Trên Trái đất, khí mê-tan được sinh vật sống tạo ra, trong khi nguồn khí mê-tan trên Sao Hỏa hoàn toàn không rõ ràng và vẫn chưa được biết đến.

Họ cũng sẽ lắp đặt thiết bị trong ARES Marsole để tìm kiếm nước thông thường. Các nhà khoa học gợi ý rằng với sự trợ giúp của ARES, họ sẽ có thể thu được thông tin mới giúp làm sáng tỏ quá khứ của Hành tinh Đỏ. Các nhà khoa học nghiên cứu đã mệnh danh dự án ARES là chương trình không gian ngắn nhất. Một chiếc máy bay sao Hỏa chỉ có thể ở trên không khoảng 2 giờ trước khi hết nhiên liệu. Tuy nhiên, ngay cả trong khoảng thời gian ngắn này, ARES vẫn có thể bao phủ khoảng cách 1500 km so với bề mặt Sao Hỏa. Sau đó, thiết bị sẽ hạ cánh và có thể tiếp tục nghiên cứu bề mặt và bầu khí quyển của Sao Hỏa.

Nguồn thông tin:
-http: //compulenta.computerra.ru/universe/explore/10008007
-http://t-human.com/journal/babochka-prototip-letayushhego-marsianskogo-robota
-http://androbots.ru/roboty_v_kosmose/robot-samolet_kosmos/ares_robot.php
14 bình luận
tin tức
Bạn đọc thân mến, để nhận xét về một ấn phẩm, bạn phải đăng nhập.
  1. +3
    25 tháng 2013 năm 11 38:XNUMX
    Người Mỹ làm tốt lắm. Trong lĩnh vực này, cộng đồng thế giới nên đoàn kết thì các vấn đề sẽ được giải quyết nhanh hơn.
    1. +2
      25 tháng 2013 năm 13 22:XNUMX
      Điều tôi không hiểu...
      "Sao Hỏa sẽ có thể bay lơ lửng trên bề mặt hành tinh ở tốc độ chiều cao khoảng 1.6mXNUMX và bay hàng trăm mét"
      .... Hơn nữa ....
      "Máy bay sao Hỏa có thể vẫn ở trong không khí chỉ khoảng 2 giờcho đến khi hết nhiên liệu. Tuy nhiên, ngay cả trong khoảng thời gian ngắn này, ARES vẫn có thể đi được quãng đường 1500 km trên bề mặt sao Hỏa."
      TỔNG chúng tôi có. Ở độ cao 1,6 mét, trong 2 giờ đi được 1500 km ??? Các tác giả của bài viết có làm gì sai không?
      1. 0
        25 tháng 2013 năm 18 29:XNUMX
        rất có thể là lỗi đánh máy - 75 km/h trong 2 giờ 150 km - điều này thực tế hơn, máy bay cho mục đích này bay với tốc độ gần như tương tự trên mặt đất... đó không phải là động cơ phản lực sao?!
        1. 0
          25 tháng 2013 năm 18 31:XNUMX
          Đây là sao Hỏa. Sức cản của khí quyển ít hơn nhiều
          1. 0
            26 tháng 2013 năm 15 25:XNUMX
            Và cũng nâng lên
        2. 0
          26 tháng 2013 năm 15 25:XNUMX
          Tôi nghĩ ở tốc độ 75 km/h trong bầu không khí loãng như vậy, lực nâng sẽ không đáng kể đối với độ ổn định của chuyến bay. Ngay cả với khối lượng nhỏ nhất của thiết bị.

          Trong mọi trường hợp, chỉ vì một vài giờ hoạt động của thiết bị, những chi phí phát triển, ra mắt và giao hàng như vậy là vô ích. Nó không đáng. Nó phải được thiết kế cho thời gian dài hơn nhiều. Ví dụ, nếu phải mất một tuần để bay đi. Có, nó sẽ thu thập dữ liệu khoa học và đo từ xa. Đây sẽ là kết quả.
    2. Kir
      0
      25 tháng 2013 năm 19 31:XNUMX
      Và bạn đã không tìm đến Kỹ thuật viên trẻ của những năm 80, bạn cũng chưa từng thử viết về một tên lửa sao Hỏa có độ giãn dài như vậy (Aerophysicals - một chiếc tàu lượn chỉ phù hợp với sao Hỏa nếu có những cái ở trên ở đây và ở đó , tương ứng) và tôi chắc chắn rằng nó sẽ như thế
      1 Sợi carbon là của chúng tôi, trừ khi họ làm hỏng nó và tự cấp bằng sáng chế cho nó, giống như việc “làm đầy” Chúng tôi có nhiều Epoxy hơn
      2! Khung máy bay chính sẽ được thiết kế theo loại của chúng tôi ở chi nhánh Nga, giống như Boeing và Airbus hiện nay, tôi biết chắc chắn vì một số bạn bè của tôi làm việc ở đó.
      Vậy là thương hiệu sẽ ra đời, cùng với những danh hiệu và giải thưởng dành cho các amers, còn khối óc và vật chất là của chúng ta!!!
  2. 0
    25 tháng 2013 năm 11 38:XNUMX
    Cảm ơn bài viết!
  3. USNik
    0
    25 tháng 2013 năm 12 10:XNUMX
    Tên lửa sao Hỏa sẽ có thể bay lơ lửng trên bề mặt hành tinh ở độ cao khoảng 1.6 mét và bay xa hàng trăm mét.

    Bằng cách nào đó, điều này không phù hợp với phần đầu của bài viết khi người ta nói rằng các thiết bị cổ điển cần bay với tốc độ cao để không bị rơi. Hóa ra ARES sẽ được vận chuyển ở độ cao 1.6m với tốc độ 750 km/h (từ bài báo: 2 giờ 1500 km) trên địa hình không xác định? Vâng, chúc may mắn. Hay nó sẽ có thứ gì đó giống như đệm không khí? Và họ dự định đối phó với cơn gió có tốc độ dễ dàng vượt quá 100 km/h trên sao Hỏa như thế nào?
    1. +2
      25 tháng 2013 năm 14 10:XNUMX
      Ở đây chúng ta có thể nói thêm rằng với tốc độ 750 km/h ở độ cao 1.6 mét, thành phần khoa học của chuyến bay sẽ bị nghi ngờ, nói một cách nhẹ nhàng.

      Và hơn thế nữa. Bằng cách tăng kích thước của bộ máy theo cấp số nhân tuyến tính, chúng ta tăng khối lượng khối của nó. Với bầu không khí tinh tế như vậy, chúng ta đi đến tiên đề của tác giả ở đầu bài:
      Có vẻ như, tại sao vẫn chưa có phương tiện nhân tạo nhân tạo nào bay trên bề mặt Hành tinh Đỏ? Câu trả lời cho câu hỏi này là hiển nhiên (theo mọi nghĩa), mật độ bầu khí quyển của Sao Hỏa chỉ bằng 1,6% mật độ của bầu khí quyển Trái đất so với mực nước biển, điều này có nghĩa là các máy bay trên Sao Hỏa sẽ phải bay ở tốc độ rất cao. tốc độ sao cho không bị ngã.

      Tiếp theo: việc quấy rầy toàn bộ khu vườn này chỉ vì chuyến bay kéo dài hai giờ là quá ngu ngốc và tốn kém, với sự xả thải hoàn toàn lố bịch. Chiếc rover đã hoạt động được nhiều tháng. Việc thêm quyền tự chủ và thêm cột có camera quan sát đến độ cao cần thiết sẽ dễ dàng hơn. Nhiều đơn đặt hàng có cường độ hiệu quả hơn.
      Việc phóng một quả bóng bay có thể tích lớn hơn từ màng siêu mỏng cũng hiệu quả hơn nhiều. Nó hoàn toàn không tiêu thụ nhiên liệu và có thể bay theo luồng gió trong nhiều năm. Nó sẽ mang theo dữ liệu cho đến khi bị hỏng hoặc hết pin.

      Nhưng máy bay không người lái trên sao Hỏa vẫn hữu ích và sẽ bay. Mặc dù tính toán của tác giả ở đây là hoàn toàn sai.
  4. nguyên tử
    +5
    25 tháng 2013 năm 12 34:XNUMX
    Thật không may, Nga từ một cường quốc vũ trụ đã trở thành tay sai của không gian, chúng tôi vận chuyển hàng hóa, phi hành gia cho ISS, mọi thứ! Trong lĩnh vực thám hiểm không gian sâu, amers đã vượt qua chúng ta và không đứng yên, thật xấu hổ đến nghiến răng.
    1. Kir
      0
      25 tháng 2013 năm 19 34:XNUMX
      Nhưng các amers đang tạo dáng, xoay NIKON D3 trên tay, tôi có cơ hội xem một kênh miễn phí của chúng tôi và chúng tôi phải cung cấp cho họ đồ gia dụng và những thứ khác, nhưng họ chỉ có thể liếm kem - tuy nhiên điều đó thật kinh tởm và kinh tởm! !!
  5. +2
    25 tháng 2013 năm 13 30:XNUMX
    Người Amers sẽ không đoàn kết với bất cứ ai! họ không cần nó. Ngày nay, việc khám phá không gian không còn như trước nữa. Bây giờ đây là một khoản ĐẦU TƯ sẽ được trả lãi. CÔNG VIỆC LÀ CÔNG VIỆC.
    Do đó, phần lớn dữ liệu nhận được sẽ vẫn bị đóng. Và phần còn lại sẽ bị ném ra thế giới.
  6. Volkhov
    -1
    25 tháng 2013 năm 13 58:XNUMX
    Chỉ có rất nhiều không khí trên Sao Hỏa (độ cao của bầu khí quyển là 300 km, áp suất trên bề mặt lớn hơn 2 bar) và bạn có thể bay, giống như bạn có thể nói dối dân chúng về tình trạng thiếu không khí và sương giá.
  7. Konon AV
    0
    2 tháng 2013, 12 29:XNUMX
    Tuyệt, đã đến lúc rồi