Saat ini, permukaan Mars sedang dieksplorasi menggunakan stasiun orbital khusus, serta modul stasioner atau penjelajah yang bergerak lambat. Ada celah yang cukup besar antara kendaraan penelitian ini, yang bisa diisi oleh berbagai pesawat. Tampaknya, mengapa perangkat buatan yang dibuat oleh manusia masih tidak terbang di atas permukaan Planet Merah? Jawaban atas pertanyaan ini terletak di permukaan (dalam segala hal), kepadatan atmosfer Mars hanya 1,6% dari kepadatan atmosfer bumi di atas permukaan laut, yang pada gilirannya berarti bahwa pesawat di Mars harus terbang di kecepatan yang sangat tinggi agar tidak jatuh.
Atmosfer Mars sangat langka, oleh karena itu pesawat-pesawat yang digunakan manusia saat bergerak di atmosfer Bumi praktis sama sekali tidak cocok untuk digunakan di atmosfer Planet Merah. Pada saat yang sama, secara mengejutkan, ahli paleontologi Amerika Michael Habib mengusulkan jalan keluar dari situasi saat ini dengan kendaraan terbang Mars di masa depan. Menurut ahli paleontologi, kupu-kupu darat biasa atau burung kecil dapat menjadi prototipe perangkat yang sangat baik yang mampu terbang di atmosfer Mars. Michael Habib percaya bahwa dengan menciptakan kembali makhluk-makhluk seperti itu, meningkatkan ukurannya, asalkan proporsinya tetap terjaga, umat manusia akan dapat memperoleh perangkat yang cocok untuk penerbangan di atmosfer Planet Merah.
Perwakilan dari planet kita seperti kupu-kupu atau kolibri dapat terbang di atmosfer dengan viskositas rendah, yaitu di atmosfer yang sama seperti di permukaan Mars. Itulah sebabnya mereka dapat bertindak sebagai model yang sangat baik untuk menciptakan model pesawat masa depan yang cocok untuk menaklukkan atmosfer Mars. Dimensi maksimum perangkat tersebut dapat dihitung menggunakan persamaan ilmuwan Inggris Colin Pennisewick dari Bristol. Namun, masalah utama masih harus diakui sebagai masalah yang berkaitan dengan pemeliharaan pesawat semacam itu di Mars pada jarak dari orang-orang dan ketidakhadiran mereka di permukaan.
Perilaku semua hewan terapung dan terbang (serta mesin) dapat dinyatakan dengan bilangan Reynolds (Re): untuk ini Anda perlu mengalikan kecepatan penerbang (atau perenang), panjang karakteristik (misalnya, hidrolik diameter, jika kita berbicara tentang sungai) dan densitas cairan (gas), dan hasil yang diperoleh sebagai hasil perkalian dibagi dengan viskositas dinamis. Hasilnya adalah rasio gaya inersia terhadap gaya viskos. Sebuah pesawat biasa dapat terbang pada angka Re yang tinggi (kelembaman yang sangat tinggi dalam kaitannya dengan viskositas udara). Namun, ada hewan di Bumi yang "cukup" untuk jumlah Re. Ini adalah burung atau serangga kecil: beberapa di antaranya sangat kecil sehingga, pada kenyataannya, mereka tidak terbang, tetapi melayang di udara.
Ahli paleontologi Michael Habib, mempertimbangkan hal ini, menyarankan untuk mengambil salah satu dari hewan atau serangga ini, meningkatkan semua proporsi. Jadi adalah mungkin untuk mendapatkan pesawat yang disesuaikan dengan atmosfer Mars, dan tidak membutuhkan kecepatan terbang yang tinggi. Seluruh pertanyaannya adalah, berapa ukuran kupu-kupu atau burung yang bisa diperbesar? Di sinilah persamaan Colin Pennisewick masuk. Kembali pada tahun 2008, ilmuwan ini mengusulkan perkiraan yang menurutnya frekuensi osilasi dapat bervariasi dalam kisaran yang dibentuk oleh angka-angka berikut: massa tubuh (tubuh) - hingga 3/8 derajat, panjang - hingga -23/24 derajat, luas sayap - hingga derajat - 1/3, percepatan gravitasi adalah 1/2, densitas fluida adalah -3/8.
Ini cukup nyaman untuk perhitungan, karena koreksi dapat dibuat yang sesuai dengan kepadatan udara dan gaya gravitasi di Mars. Dalam hal ini, perlu juga diketahui apakah kita "membentuk" pusaran dengan benar dari penggunaan sayap. Untungnya, ada juga formula yang cocok di sini, yang dinyatakan dengan bilangan Strouhal. Jumlah ini dihitung dalam hal ini sebagai produk dari frekuensi dan amplitudo getaran, dibagi dengan kecepatan. Nilai indikator ini akan sangat membatasi kecepatan kendaraan dalam mode cruise flight.
Nilai indikator ini untuk kendaraan Mars harus dari 0,2 hingga 0,4 agar sesuai dengan persamaan Pennisewick. Dalam hal ini, pada akhirnya, perlu untuk membawa bilangan Reynolds (Re) ke dalam interval yang sesuai dengan serangga terbang besar. Misalnya, di antara ngengat elang yang cukup banyak dipelajari: Re dikenal dengan berbagai kecepatan terbang, tergantung pada kecepatannya, nilai ini dapat bervariasi dari 3500 hingga 15000. Michael Habib menyarankan agar pencipta pesawat Mars juga tetap berada dalam kisaran ini.
Sistem yang diusulkan dapat diselesaikan hari ini dengan berbagai cara. Yang paling elegan dari ini adalah konstruksi kurva dengan menemukan titik persimpangan, tetapi yang tercepat dan lebih mudah untuk memasukkan semua data ke dalam program untuk menghitung matriks dan menyelesaikannya secara iteratif. Ilmuwan Amerika tidak memberikan semua solusi yang mungkin, dengan fokus pada solusi yang dianggapnya paling tepat. Menurut perhitungan ini, panjang "hewan hipotetis" harus 1 meter, massanya sekitar 0,5 kg, dan perpanjangan sayap relatif 8,0.
Untuk peralatan atau makhluk seukuran ini, nomor Strouhal akan menjadi 0,31 (hasil yang sangat baik), Re - 13 900 (juga baik), koefisien angkat - 0,5 (hasil yang dapat diterima untuk penerbangan pelayaran). Untuk benar-benar membayangkan alat ini, Khabib membandingkan proporsinya dengan proporsi bebek. Tetapi pada saat yang sama, penggunaan bahan sintetis yang tidak kaku harus membuatnya lebih ringan daripada bebek hipotetis dengan ukuran yang sama. Selain itu, drone ini harus mengepakkan sayapnya lebih sering, jadi di sini akan tepat untuk membandingkannya dengan midge. Pada saat yang sama, angka Re, sebanding dengan kupu-kupu, memungkinkan untuk menilai bahwa untuk waktu yang singkat peralatan akan memiliki koefisien angkat yang tinggi.
Untuk bersenang-senang, Michael Habib menyarankan bahwa mesin terbang hipotetisnya akan lepas landas seperti burung atau serangga. Semua orang tahu bahwa hewan tidak berhamburan di sepanjang landasan, untuk lepas landas mereka mendorong dukungan. Untuk ini, burung, seperti serangga, menggunakan anggota tubuhnya, dan kelelawar (kemungkinan pterosaurus melakukannya lebih awal) juga menggunakan sayapnya sendiri sebagai sistem pendorong. Karena fakta bahwa gaya gravitasi di Planet Merah sangat kecil, bahkan dorongan yang relatif kecil sudah cukup untuk lepas landas - di wilayah 4% dari apa yang dapat ditunjukkan oleh pelompat bumi terbaik. Apalagi, jika sistem pendorong perangkat berhasil menambah tenaga, ia akan dapat lepas landas tanpa masalah bahkan dari kawah.
Perlu dicatat bahwa ini adalah ilustrasi yang sangat kasar dan tidak lebih. Saat ini, ada banyak alasan mengapa kekuatan luar angkasa belum menciptakan drone semacam itu. Di antara mereka, seseorang dapat memilih masalah penggelaran pesawat di Mars (dapat dilakukan dengan bantuan bajak), pemeliharaan, dan catu daya. Idenya cukup sulit untuk diimplementasikan, yang pada akhirnya dapat membuatnya tidak efektif atau bahkan sama sekali tidak praktis.
Pesawat untuk menjelajahi Mars
Selama 30 tahun, Mars dan permukaannya telah disurvei dengan berbagai cara teknis, telah diselidiki oleh satelit yang mengorbit, dan lebih dari 15 jenis berbagai perangkat, kendaraan segala medan ajaib, dan perangkat licik lainnya. Diasumsikan bahwa pesawat robot juga akan segera dikirim ke Mars. Setidaknya Pusat Sains NASA telah mengembangkan proyek baru untuk pesawat robot khusus yang dirancang untuk mempelajari Planet Merah. Diasumsikan bahwa pesawat akan mempelajari permukaan Mars dari ketinggian yang sebanding dengan penjelajah eksplorasi Mars.
Dengan bantuan penjelajah seperti itu, para ilmuwan akan menemukan solusi untuk sejumlah besar misteri Mars yang belum dapat dijelaskan oleh sains. Pesawat ruang angkasa Mars akan dapat melayang di atas permukaan planet pada ketinggian sekitar 1,6 meter dan terbang ratusan meter. Pada saat yang sama, unit ini akan membuat rekaman foto dan video dalam rentang yang berbeda dan memindai permukaan Mars dari kejauhan.
Rover harus menggabungkan semua keunggulan rover modern, dikalikan dengan potensi untuk menjelajahi jarak dan area yang luas. Pesawat ruang angkasa Mars, yang telah menerima penunjukan ARES, saat ini sedang dibuat oleh 250 spesialis yang bekerja di berbagai bidang. Mereka telah membuat prototipe pesawat Mars, yang memiliki dimensi berikut: lebar sayap 6,5 meter, panjang 5 meter. Untuk pembuatan robot terbang ini direncanakan akan menggunakan bahan polimer karbon paling ringan.
Perangkat ini seharusnya dikirim ke Planet Merah dalam kasus yang sama persis dengan perangkat untuk mendarat di permukaan planet. Tujuan utama lambung ini adalah untuk melindungi pesawat ruang angkasa dari efek destruktif dari panas berlebih ketika kapsul bersentuhan dengan atmosfer Mars, serta untuk melindungi pesawat ruang angkasa saat mendarat dari kemungkinan kerusakan dan kerusakan mekanis.
Para ilmuwan berencana untuk melemparkan pesawat ini ke Mars dengan bantuan kapal induk yang sudah terbukti, namun, di sini mereka juga memiliki ide baru. 12 jam sebelum mendarat di permukaan Planet Merah, perangkat akan terpisah dari kapal induk dan berada di ketinggian 32 km. Di atas permukaan Mars, ia akan melepaskan pesawat Mars dari kapsul, setelah itu pesawat Mars akan segera menyalakan mesinnya dan, dengan mengembangkan sayap enam meternya, akan memulai penerbangan otonom di atas permukaan planet.
Diasumsikan bahwa pesawat ARES akan dapat terbang di atas pegunungan Mars, yang sama sekali belum dijelajahi oleh penduduk bumi dan melakukan penelitian yang diperlukan. Penjelajah konvensional tidak dapat mendaki gunung, dan satelit sulit membedakan detailnya. Pada saat yang sama, di pegunungan Mars, ada zona dengan medan magnet yang kuat, yang sifatnya tidak dapat dipahami oleh para ilmuwan. Dalam penerbangan, ARES akan mengambil sampel udara dari atmosfer setiap 3 menit. Ini cukup penting, karena gas metana ditemukan di Mars, yang sifat dan sumbernya sama sekali tidak jelas. Di Bumi, metana dihasilkan oleh makhluk hidup, sedangkan sumber metana di Mars sama sekali tidak jelas dan masih belum diketahui.
Juga di pesawat ruang angkasa ARES Mars mereka akan memasang peralatan untuk mencari air biasa. Para ilmuwan percaya bahwa dengan bantuan ARES mereka akan dapat memperoleh informasi baru yang akan menjelaskan masa lalu Planet Merah. Para peneliti telah menjuluki proyek ARES sebagai program luar angkasa terpendek. Sebuah pesawat Mars hanya bisa bertahan di udara selama sekitar 2 jam sampai kehabisan bahan bakar. Namun, bahkan dalam waktu singkat ini, ARES masih akan mampu menempuh jarak 1500 kilometer di atas permukaan Mars. Setelah itu, perangkat akan mendarat dan dapat melanjutkan mempelajari permukaan dan atmosfer Mars.
