Robot bay khám phá bề mặt sao Hỏa
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.
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
tin tức