Hozirda Mars yuzasi maxsus orbital stansiyalar, shuningdek, statsionar modullar yoki sekin harakatlanuvchi roverlar yordamida o'rganilmoqda. Turli tadqiqot samolyotlari bilan to'ldirilishi mumkin bo'lgan ushbu tadqiqot mashinalari o'rtasida juda katta bo'shliq bor. Ko'rinib turibdiki, nega odam yaratgan sun'iy qurilmalar hali ham Qizil sayyora yuzasida uchmayapti? Bu savolga javob sirtda (hamma ma'noda) yotadi, Mars atmosferasining zichligi er sathidan dengiz sathidan atigi 1,6% ni tashkil qiladi, bu esa o'z navbatida Marsdagi samolyotlar uchishi kerakligini bildiradi. yiqilmaslik uchun juda yuqori tezlik.
Mars atmosferasi juda kam uchraydi, shuning uchun Yer atmosferasida harakatlanayotganda odamlar ishlatadigan samolyotlar deyarli Qizil sayyora atmosferasida ishlatishga yaroqli emas. Shu bilan birga, ajablanarlisi shundaki, amerikalik paleontolog Maykl Xabib bo'lajak marslik uchar transport vositalari bilan hozirgi vaziyatdan chiqish yo'lini taklif qildi. Paleontologning so'zlariga ko'ra, oddiy er yuzidagi kapalaklar yoki mayda qushlar Mars atmosferasida ucha oladigan qurilmalarning ajoyib prototipiga aylanishi mumkin. Maykl Xabibning fikricha, bunday jonzotlarni qayta yaratish, ularning kattaligini oshirish, agar ularning nisbati saqlanib qolsa, insoniyat Qizil sayyora atmosferasida parvozlar uchun mos qurilmalarni olish imkoniyatiga ega bo'ladi.
Kelebeklar yoki kalibrlar kabi sayyoramiz vakillari past yopishqoqlikdagi atmosferada, ya'ni Mars yuzasidagi atmosferada ucha oladilar. Shuning uchun ular Mars atmosferasini zabt etishga yaroqli samolyotlarning kelajakdagi modellarini yaratish uchun juda yaxshi model sifatida harakat qilishlari mumkin. Bunday qurilmalarning maksimal o'lchamlarini ingliz olimi Bristoldan Kolin Pennisewik tenglamasi yordamida hisoblash mumkin edi. Biroq, asosiy muammolarni haligacha Marsda bunday samolyotlarni odamlardan uzoqroqda va ular yo'qligida er yuzida parvarish qilish bilan bog'liq muammolar deb bilish kerak.
Barcha suzuvchi va uchuvchi hayvonlarning (shuningdek, mashinalarning) xatti -harakatlarini Reynolds raqami (Re) bilan ifodalash mumkin: buning uchun siz uchuvchi (yoki suzuvchi) tezligini, xarakterli uzunligini (masalan, gidravlika) ko'paytirishingiz kerak. diametri, agar biz daryo haqida gapiradigan bo'lsak) va zichlik suyuqligi (gaz), va ko'payish natijasida olingan natija dinamik yopishqoqlikka bo'linadi. Natijada inertiya kuchlarining yopishqoq kuchlarga nisbati. Oddiy samolyot yuqori Re sonida ucha oladi (havoning yopishqoqligiga nisbatan juda yuqori inertlik). Biroq, Yerda nisbatan kichik miqdordagi Re uchun "etarli" bo'lgan hayvonlar bor. Bu mayda qushlar yoki hasharotlar: ularning ba'zilari shunchalik kichkinaki, aslida ular uchmaydi, balki havoda suzadi.
Paleontolog Maykl Xabib buni hisobga olib, bu hayvonlar yoki hasharotlarning har qanday nisbatini oshirishni taklif qildi. Shunday qilib, Mars atmosferasiga moslashtirilgan va yuqori tezlikni talab qilmaydigan samolyotni olish mumkin bo'lardi. Hamma savol shundaki, kapalak yoki qushni qanday o'lchamda kattalashtirish mumkin? Bu erda Colin Pennisewick tenglamasi paydo bo'ladi.2008 yilda bu olim bashoratni taklif qilgan, unga ko'ra tebranishlar chastotasi quyidagi sonlar hosil bo'ladigan diapazonda o'zgarishi mumkin: tana massasi (tana) - 3/8 darajagacha, uzunligi - 23/24 gacha daraja, qanot maydoni - darajagacha - 1/3, tortishish tufayli tezlanish 1/2, suyuqlik zichligi -3/8.
Bu hisob -kitoblar uchun juda qulaydir, chunki Marsdagi havo zichligi va tortishish kuchiga mos keladigan tuzatishlar kiritilishi mumkin. Bunday holda, biz qanotlarni ishlatishdan burilishlarni to'g'ri "shakllantiramiz" yoki yo'qligini bilishimiz kerak bo'ladi. Yaxshiyamki, bu erda Strouhal raqami bilan ifodalanadigan mos formula ham mavjud. Bu raqam bu holda tebranish chastotasi va amplitudasining mahsuloti sifatida hisoblanib, tezlikka bo'linadi. Ushbu indikatorning qiymati avtomobilning kruiz rejimida tezligini sezilarli darajada cheklaydi.
Pennisewick tenglamasiga mos kelish uchun marslik avtomobil uchun bu ko'rsatkichning qiymati 0,2 dan 0,4 gacha bo'lishi kerak. Bu holda, oxirida, Reynolds raqamini (Re) katta uchuvchi hasharotga mos keladigan intervalga olib kelish kerak bo'ladi. Masalan, juda yaxshi o'rganilgan qirg'iy kuya orasida: Re har xil tezlik bilan tanilgan, tezligiga qarab, bu qiymat 3500 dan 15000 gacha o'zgarishi mumkin. Maykl Xabib Mars samolyotini yaratuvchilari ham shu diapazonda qolishlarini taxmin qilishadi.
Taklif qilinayotgan tizimni bugungi kunda turli yo'llar bilan hal qilish mumkin. Ulardan eng nafisi - bu kesishish nuqtalarini topadigan egri chiziqlar qurilishi, lekin matrisalarni hisoblash dasturiga barcha ma'lumotlarni kiritish va uni takroriy hal qilish eng tez va osonroqdir. Amerikalik olim, eng to'g'ri deb hisoblagan echimga e'tibor qaratib, barcha mumkin bo'lgan echimlarni bermaydi. Bu hisob -kitoblarga ko'ra, "gipotetik hayvon" ning uzunligi 1 metr, massasi taxminan 0,5 kg, qanotning nisbiy cho'zilishi 8,0 bo'lishi kerak.
Bunday o'lchamdagi apparat yoki jonzot uchun Strouhal raqami 0,31 (juda yaxshi natija), Re - 13 900 (shuningdek yaxshi), ko'tarilish koeffitsienti - 0,5 (kruiz parvozi uchun maqbul natija) bo'ladi. Habib bu apparatni chindan ham tasavvur qilish uchun uning nisbatlarini o'rdak bilan solishtirdi. Ammo shu bilan birga, qattiq bo'lmagan sintetik materiallardan foydalanish uni bir xil o'lchamdagi gipotetik o'rdakdan ham yengilroq qilishi kerak. Bunga qo'shimcha ravishda, bu dron qanotlarini tez -tez urib turishi kerak bo'ladi, shuning uchun uni midge bilan solishtirish o'rinli bo'ladi. Shu bilan birga, kapalaklarnikiga o'xshash Re raqami qisqa vaqt ichida apparatning yuqori ko'tarilish koeffitsientiga ega bo'lishini aniqlashga imkon beradi.
O'yin -kulgi uchun Maykl Xabib uning faraziy uchish apparati qush yoki hasharot kabi uchib ketishini taklif qiladi. Hamma biladiki, hayvonlar uchish -qo'nish yo'lagi bo'ylab tarqab ketmaydi, uchish uchun ular tayanchni tortib olishadi. Buning uchun qushlar, xuddi hasharotlar singari, oyoq -qo'llarini ishlatishadi va ko'rshapalaklar (ehtimol pterozavrlar buni oldin qilgan), o'z qanotlarini itarish tizimi sifatida ishlatgan. Qizil sayyoradagi tortishish kuchi juda kichik bo'lgani uchun, hatto uchish uchun ham nisbatan kichik surish kifoya qiladi - eng yaxshi er otish moslamalari ko'rsatadigan narsalarning 4 foizini tashkil qiladi. Bundan tashqari, agar qurilmaning itarish tizimi quvvat qo'sha olsa, u hatto kraterlardan ham muammosiz uchib keta oladi.
Shuni ta'kidlash kerakki, bu juda qo'pol rasm va boshqa hech narsa emas. Hozirgi vaqtda kosmik kuchlar hali ham bunday dronlarni yaratmaganligining ko'p sabablari bor. Ular orasida Marsga samolyot joylashtirish (uni rover yordamida amalga oshirish mumkin), texnik xizmat ko'rsatish va elektr ta'minoti muammosini ajratib ko'rsatish mumkin. G'oyani amalga oshirish juda qiyin, natijada uni samarasiz yoki hatto umuman imkonsiz qilib qo'yishi mumkin.
Samolyot Marsni kashf etadi
30 yil davomida Mars va uning yuzasi turli xil texnik vositalar yordamida o'rganildi, u orbitadagi sun'iy yo'ldoshlar va 15 dan ortiq turdagi har xil qurilmalar, mo''jizaviy er usti transport vositalari va boshqa ayyor qurilmalar yordamida o'rganildi. Tez orada Marsga robot samolyot ham yuborilishi taxmin qilinmoqda. Hech bo'lmaganda NASA Ilmiy markazi Qizil sayyorani o'rganish uchun mo'ljallangan maxsus robotli samolyot uchun yangi loyihani ishlab chiqdi. Taxmin qilinishicha, samolyot Mars sirtini Mars kashfiyotlari bilan taqqoslanadigan balandlikdan o'rganadi.
Bunday rover yordamida olimlar hali Mars tomonidan fan tomonidan tushuntirilmagan ko'p sonli sirlarning echimini topadilar. Mars kosmik kemasi taxminan 1,6 metr balandlikda sayyora yuzasi ustida ucha oladi va ko'p yuzlab metrlarga ucha oladi. Shu bilan birga, ushbu qurilma turli diapazonlarda foto va video yozuvlarni yozib oladi va Mars yuzasini masofadan skanerlaydi.
Rover katta masofalar va hududlarni o'rganish potentsialiga ko'paytirilib, zamonaviy roverlarning barcha afzalliklarini birlashtirishi kerak. ARES nomini olgan Mars kosmik kemasi hozirda turli sohalarda ishlaydigan 250 mutaxassis tomonidan yaratilmoqda. Ular allaqachon Mars samolyotining prototipini yaratgan, uning o'lchamlari: qanotlari 6,5 metr, uzunligi 5 metr. Ushbu uchuvchi robotni ishlab chiqarish uchun eng engil polimer uglerodli materialdan foydalanish rejalashtirilgan.
Bu qurilma Qizil sayyoraga xuddi sayyora yuzasiga qo'nish moslamasi bilan bir xil holatda etkazib berilishi kerak. Bu korpusning asosiy maqsadi - kosmik kemani kapsula Mars atmosferasi bilan aloqa qilganda, uning haddan tashqari qizib ketishining halokatli ta'siridan himoya qilish, shuningdek, qo'nish paytida kosmik kemani mumkin bo'lgan buzilishlar va mexanik shikastlanishlardan himoya qilish.
Olimlar bu samolyotni allaqachon tasdiqlangan tashuvchilar yordamida Marsga uchirishni rejalashtirmoqdalar, ammo bu erda ular ham yangi g'oyalarga ega. Qizil sayyora yuzasiga qo'nishdan 12 soat oldin, qurilma tashuvchidan ajralib chiqadi va 32 km balandlikda bo'ladi. Mars yuzasidan yuqorida u Mars samolyotini kapsuladan chiqaradi, shundan so'ng Mars samolyoti o'z dvigatellarini ishga tushiradi va olti metrli qanotlarini joylashtirib, sayyora yuzasi bo'ylab avtonom parvozni boshlaydi.
Taxmin qilinishicha, ARES samolyotlari er yuzi tomonidan to'liq o'rganilmagan Mars tog'lari ustida ucha oladi va kerakli tadqiqotlarni o'tkazadi. Oddiy roverlar tog'larga chiqa olmaydi va sun'iy yo'ldoshlar tafsilotlarni farqlashda qiynaladi. Shu bilan birga, Mars tog'larida kuchli magnit maydonga ega zonalar mavjud bo'lib, ularning tabiati olimlar uchun tushunarsizdir. Parvoz paytida ARES har 3 daqiqada atmosferadan havo namunalarini oladi. Bu juda muhim, chunki Marsda tabiati va manbasi aniq bo'lmagan metan gazi topilgan. Erda metan tirik mavjudotlar tomonidan ishlab chiqariladi, Marsdagi metan manbasi esa to'liq aniq emas va hozircha noma'lum.
Shuningdek, ARES Mars kosmik kemasida ular oddiy suvni qidirish uchun uskunalar o'rnatmoqchi. Olimlarning fikricha, ARES yordamida ular Qizil sayyoraning o'tmishini yoritadigan yangi ma'lumotlarni olishadi. Tadqiqotchilar ARES loyihasini eng qisqa kosmik dastur deb atashdi. Mars samolyoti yonilg'i tugaguniga qadar havoda atigi 2 soat turishi mumkin. Biroq, bu qisqa vaqt ichida ham, ARES hali ham Mars yuzasidan 1500 kilometr masofani bosib o'ta oladi. Shundan so'ng, qurilma qo'nadi va Mars yuzasi va atmosferasini o'rganishni davom ettira oladi.
