الروبوتات الطائرة لاستكشاف سطح المريخ
الغلاف الجوي للمريخ شديد التخلخل ، ولهذا السبب ، فإن تلك الطائرات التي يستخدمها البشر عند التحرك في الغلاف الجوي للأرض ليست مناسبة عمليًا بأي حال من الأحوال للاستخدام في الغلاف الجوي للكوكب الأحمر. في الوقت نفسه ، وبشكل مفاجئ ، اقترح عالم الحفريات الأمريكي مايكل حبيب طريقة للخروج من الوضع الحالي مع الطائرات المريخية المستقبلية. وفقًا لعالم الحفريات ، يمكن أن تصبح الفراشات الأرضية العادية أو الطيور الصغيرة نموذجًا أوليًا ممتازًا للأجهزة القادرة على الطيران في الغلاف الجوي للمريخ. يعتقد مايكل خبيب أنه من خلال إعادة إنشاء مثل هذه المخلوقات ، وزيادة حجمها ، مع الحفاظ على نسبها ، ستكون البشرية قادرة على الحصول على أجهزة مناسبة للطيران في أجواء الكوكب الأحمر.
يمكن لممثلي كوكبنا مثل الفراشات أو الطيور الطنانة أن يطيروا في جو منخفض اللزوجة ، أي في نفس الغلاف الجوي كما هو الحال على سطح المريخ. هذا هو السبب في أنها يمكن أن تكون نماذج جيدة جدًا لإنشاء نماذج مستقبلية من الطائرات المناسبة لغزو الغلاف الجوي للمريخ. يمكن حساب الأبعاد القصوى لهذه الأجهزة باستخدام معادلة العالم الإنجليزي Colin Pennysewick من بريستول. ومع ذلك ، لا يزال يتعين الاعتراف بالمشاكل الرئيسية باعتبارها قضايا تتعلق بصيانة مثل هذه الطائرات على سطح المريخ على مسافة من الناس وفي غيابهم على السطح.
يمكن التعبير عن سلوك جميع الحيوانات العائمة والطائرة (وكذلك السيارات) برقم رينولدز (Re): لهذا ، من الضروري مضاعفة سرعة الطيار (أو السباح) ، الطول المميز (على سبيل المثال ، القطر الهيدروليكي ، إذا كنا نتحدث عن نهر) وكثافة السائل (غاز) ، والنتيجة التي يتم الحصول عليها نتيجة الضرب تقسم على اللزوجة الديناميكية. والنتيجة هي نسبة قوى القصور الذاتي إلى القوى اللزجة. يمكن للطائرة العادية أن تطير برقم Re مرتفع (قصور عالي جدًا بالنسبة إلى لزوجة الهواء). ومع ذلك ، هناك حيوانات على الأرض "تكفي" لعدد صغير نسبيًا من Re. هذه طيور أو حشرات صغيرة: بعضها صغير جدًا لدرجة أنها في الواقع لا تطير ، ولكنها تطفو في الهواء.
اقترح عالم الحفريات مايكل حبيب ، مع وضع ذلك في الاعتبار ، أخذ أي من هذه الحيوانات أو الحشرات ، وزيادة جميع النسب. لذلك سيكون من الممكن الحصول على طائرة تتكيف مع الغلاف الجوي للمريخ ولا تتطلب سرعة طيران عالية. السؤال برمته هو ، إلى أي حجم يمكن أن تتوسع فراشة أو طائر؟ هذا هو المكان الذي تأتي فيه معادلة كولين بينيسويك. في عام 2008 ، اقترح هذا العالم تقييمًا يمكن بموجبه أن يختلف تردد التذبذب في النطاق المكون من الأرقام التالية: وزن الجسم (الجسم) - إلى درجة 3/8 ، الطول - إلى درجة 23/24 ، الجناح المنطقة - إلى - 1/3 ، تسارع الجاذبية إلى الطاقة 1/2 ، كثافة السوائل إلى القوة -3/8.
هذا مناسب جدًا للحسابات ، حيث يمكن إجراء تصحيحات تتوافق مع كثافة الهواء والجاذبية على المريخ. في هذه الحالة ، سيكون من الضروري أيضًا معرفة ما إذا كنا "نشكل" الدوامات بشكل صحيح من استخدام الأجنحة. لحسن الحظ ، توجد هنا أيضًا معادلة مناسبة ، يتم التعبير عنها برقم ستروهال. يتم حساب هذا الرقم في هذه الحالة على أنه ناتج تردد وسعة التذبذبات ، مقسومًا على السرعة. ستحد قيمة هذا المؤشر بشكل كبير من سرعة الجهاز في وضع الرحلات البحرية.
يجب أن تكون قيمة هذا المؤشر لجهاز المريخ من 0,2 إلى 0,4 من أجل الامتثال لمعادلة بينيسويك. في هذه الحالة ، في النهاية ، سيكون من الضروري إحضار رقم رينولدز (Re) في فترة زمنية تتوافق مع حشرة طيران كبيرة. على سبيل المثال ، بالنسبة إلى صقور الصقور المدروسة جيدًا: يُعرف Re بسرعات طيران مختلفة ، اعتمادًا على السرعة ، يمكن أن تختلف هذه القيمة من 3500 إلى 15000. يقترح مايكل حبيب أن مبتكري الطائرات المريخية يتناسبون أيضًا مع هذا النطاق.
اليوم ، يمكن حل النظام المقترح بطرق مختلفة. أكثر هذه العناصر أناقة هو بناء المنحنيات بإيجاد نقاط التقاطع ، ولكن الأسرع والأبسط بكثير هو إدخال جميع البيانات في برنامج لحساب المصفوفات وحلها بشكل تكراري. لا يقدم العالم الأمريكي كل الحلول الممكنة ، ويركز على الحل الذي يعتبره الأنسب. وفقًا لهذه الحسابات ، يجب أن يكون طول "الحيوان الافتراضي" مترًا واحدًا ، ووزنه حوالي 1 كجم ، والاستطالة النسبية للجناح - 0,5.
بالنسبة لمركبة أو مخلوق بهذا الحجم ، سيكون رقم Strouhal 0,31 (جيد جدًا) ، Re 13 (جيد أيضًا) ، معامل الرفع 900 (مقبول للرحلات البحرية). من أجل تخيل هذا الجهاز حقًا ، قارن خبيب نسبه بنسب البط. لكن استخدام المواد الاصطناعية غير الصلبة يجب أن يجعلها أخف من البطة الافتراضية من نفس الحجم. بالإضافة إلى هذا ، هذا طائرة بدون طيار سوف تضطر إلى رفرفة أجنحتك كثيرًا ، لذلك سيكون من المناسب هنا مقارنتها مع ذرة. في الوقت نفسه ، فإن رقم Re ، الذي يمكن مقارنته بعدد الفراشات ، يجعل من الممكن الحكم على أن الجهاز سيكون له معامل رفع مرتفع لفترة قصيرة.
من أجل المتعة ، يقترح مايكل حبيب افتراض حقيقة أن طائرته الافتراضية ستقلع بطريقة طائر أو حشرة. يعلم الجميع أن الحيوانات لا تنتشر على طول المدرج ، لأن الإقلاع يتم صدهم من الدعم. لهذا ، تستخدم الطيور ، مثل الحشرات ، أطرافها ، كما استخدمت الخفافيش (من المحتمل أن التيروصورات فعلت ذلك سابقًا) أجنحتها الخاصة أيضًا كنظام دفع. نظرًا لحقيقة أن قوة الجاذبية على الكوكب الأحمر صغيرة جدًا ، فإن دفعًا صغيرًا نسبيًا للإقلاع يكفي - في منطقة 4٪ مما يمكن لأفضل لاعبي القفز على الأرض إثباته. علاوة على ذلك ، إذا تمكن نظام الدفع الخاص بالجهاز من إضافة الطاقة ، فسيكون قادرًا على الإقلاع دون مشاكل حتى من الحفر.
وتجدر الإشارة إلى أن هذا توضيح تقريبي للغاية ولا شيء أكثر من ذلك. يوجد حاليًا عدد كبير من الأسباب التي تجعل القوى الفضائية لم تصنع مثل هذه الطائرات بدون طيار بعد. من بينها ، يمكن للمرء أن يستبعد مشكلة نشر طائرة على سطح المريخ (يمكن القيام بذلك باستخدام روفر) والصيانة وإمدادات الطاقة. الفكرة صعبة التنفيذ ، والتي في النهاية يمكن أن تجعلها غير فعالة أو حتى غير قابلة للتحقيق تمامًا.
طائرة لاستكشاف المريخ
على مدار 30 عامًا ، تم مسح كوكب المريخ وسطحه بمجموعة متنوعة من الوسائل التقنية ، وقد تم استكشافه بواسطة الأقمار الصناعية المدارية ، وأكثر من 15 نوعًا من الأجهزة المختلفة والمركبات الرائعة لجميع التضاريس وأجهزة الماكرة الأخرى. من المفترض أنه سيتم إرسال طائرة آلية إلى المريخ قريبًا. على الأقل ، طور مركز ناسا للعلوم بالفعل مشروعًا جديدًا لطائرة آلية خاصة مصممة لدراسة الكوكب الأحمر. من المفترض أن الطائرة ستدرس سطح المريخ من ارتفاع مماثل لارتفاع المركبات المريخية لجميع التضاريس - الباحثين.
بمساعدة مثل هذا المريخ ، سيتمكن العلماء من حل عدد كبير من ألغاز المريخ ، والتي لم يشرحها العلم بعد. سيتمكن Marsolet من التحليق فوق سطح الكوكب على ارتفاع حوالي 1.6 متر والطيران عدة مئات من الأمتار. في نفس الوقت ، سوف يلتقط هذا الجهاز الصور ومقاطع الفيديو في نطاقات مختلفة ويفحص سطح المريخ عن بعد.
يجب أن يجمع المارسوليت بين جميع مزايا المركبات الجوالة الحديثة مضروبة في إمكانية دراسة المسافات والمساحات الشاسعة. يتم حاليًا إنشاء Marsolet ، التي حصلت بالفعل على تصنيف ARES ، بواسطة 250 متخصصًا يعملون في مجالات مختلفة. لقد أنشأوا بالفعل نموذجًا أوليًا لطائرة مريخية ، ذات الأبعاد التالية: جناحيها 6.5 متر ، بطول 5 أمتار. لتصنيع هذا الطيران الروبوت من المخطط استخدام أخف مادة كربونية بوليمرية.
من المفترض أن يتم تسليم هذا الجهاز إلى الكوكب الأحمر في نفس حالة الجهاز تمامًا للهبوط على سطح الكوكب. الغرض الرئيسي من هذا الهيكل هو حماية المارسوليت من الآثار الضارة لارتفاع درجة الحرارة عندما تتلامس الكبسولة مع الغلاف الجوي للمريخ ، وكذلك حماية الجهاز أثناء الهبوط من الأعطال المحتملة والأضرار الميكانيكية.
يخطط العلماء لرمي هذه الطائرة إلى المريخ باستخدام ناقلات مثبتة بالفعل ، لكن لديهم أفكارًا جديدة هنا. قبل 12 ساعة من الهبوط على سطح الكوكب الأحمر ، سينفصل الجهاز عن الناقل وعلى ارتفاع 32 كم. فوق سطح المريخ ، سيطلق الطائرة المريخية من الكبسولة ، وبعد ذلك سيبدأ المارسوليت فورًا في تشغيل محركاته ، وبعد نشر أجنحة بطول ستة أمتار ، سيبدأ الطيران المستقل فوق سطح الكوكب.
من المفترض أن طائرة ARES ستكون قادرة على التحليق فوق جبال المريخ ، والتي لم يستكشفها أبناء الأرض تمامًا ، وإجراء البحوث اللازمة. لا تستطيع المركبات الجوالة العادية تسلق الجبال ، وتجد الأقمار الصناعية صعوبة في انتقاء التفاصيل. في الوقت نفسه ، توجد في جبال المريخ مناطق ذات مجال مغناطيسي قوي ، طبيعة هذا المجال غير مفهومة للعلماء. أثناء الرحلة ، ستأخذ ARES عينات من الهواء من الغلاف الجوي كل 3 دقائق. هذا مهم للغاية ، حيث تم العثور على غاز الميثان على سطح المريخ ، وطبيعته ومصدره غير واضحين على الإطلاق. على الأرض ، ينتج الميثان عن طريق الكائنات الحية ، في حين أن مصدر الميثان على المريخ غير واضح تمامًا ولا يزال مجهولاً.
أيضًا ، ستقوم ARES marsolete بتركيب معدات للبحث عن المياه العادية. يقترح العلماء أنه بمساعدة ARES سيكونون قادرين على الحصول على معلومات جديدة من شأنها أن تلقي الضوء على ماضي الكوكب الأحمر. أطلق علماء البحث بالفعل على مشروع ARES اسم أقصر برنامج فضاء. يمكن للطائرة المريخية البقاء في الهواء لمدة ساعتين فقط ، حتى نفاد الوقود. ومع ذلك ، في هذه الفترة القصيرة من الزمن ، ستظل ARES قادرة على قطع مسافة 2 كيلومتر فوق سطح المريخ. بعد ذلك ، سيهبط الجهاز وسيكون قادرًا على مواصلة دراسة سطح المريخ وغلافه الجوي.
مصادر المعلومات:
-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
معلومات