V súčasnosti sa povrch Marsu skúma pomocou špeciálnych orbitálnych staníc, ako aj stacionárnych modulov alebo pomaly sa pohybujúcich roverov. Medzi týmito výskumnými vozidlami je pomerne veľká medzera, ktorú by mohli vyplniť rôzne lietadlá. Zdá sa, prečo umelé zariadenia vytvorené človekom stále nelietajú nad povrchom Červenej planéty? Odpoveď na túto otázku leží na povrchu (vo všetkých zmysloch), hustota atmosféry Marsu je iba 1,6% hustoty zemskej atmosféry nad hladinou mora, čo zase znamená, že lietadlá na Marse by museli lietať veľmi vysoká rýchlosť, aby nespadla.
Atmosféra Marsu je veľmi vzácna, a preto lietadlá, ktoré ľudia používajú pri pohybe v atmosfére Zeme, prakticky nie sú vhodné na použitie v atmosfére Červenej planéty. Americký paleontológ Michael Habib zároveň prekvapivo navrhol východisko zo súčasnej situácie s budúcimi marťanskými lietajúcimi vozidlami. Podľa paleontológa sa obyčajné suchozemské motýle alebo malé vtáky môžu stať vynikajúcim prototypom zariadení schopných lietať v atmosfére Marsu. Michael Habib verí, že obnovením takýchto tvorov a zvýšením ich veľkosti za predpokladu, že budú zachované ich proporcie, bude ľudstvo schopné získať zariadenia vhodné na lety v atmosfére Červenej planéty.
Predstavitelia našej planéty, ako sú motýle alebo kolibríky, môžu lietať v atmosfére s nízkou viskozitou, to znamená v rovnakej atmosfére ako na povrchu Marsu. Preto môžu pôsobiť ako veľmi dobré modely na vytváranie budúcich modelov lietadiel vhodných na dobývanie atmosféry Marsu. Maximálne rozmery takýchto zariadení bolo možné vypočítať pomocou rovnice anglického vedca Colina Pennisewicka z Bristolu. Hlavnými problémami by však stále mali byť problémy súvisiace s údržbou takýchto lietadiel na Marse vo vzdialenosti od ľudí a v ich neprítomnosti na povrchu.
Správanie všetkých plávajúcich a lietajúcich zvierat (ako aj strojov) je možné vyjadriť Reynoldsovým číslom (Re): Na to musíte vynásobiť rýchlosť letáka (alebo plavca), charakteristickú dĺžku (napríklad hydraulickú). priemer, ak hovoríme o rieke) a hustote kvapaliny (plynu), a výsledok získaný v dôsledku násobenia je delený dynamickou viskozitou. Výsledkom je pomer zotrvačných síl k viskóznym silám. Bežné lietadlo je schopné lietať s vysokým číslom Re (veľmi vysoká zotrvačnosť vo vzťahu k viskozite vzduchu). Na Zemi však existujú zvieratá, ktoré „stačia“na relatívne malý počet Re. Jedná sa o malé vtáky alebo hmyz: niektoré z nich sú také malé, že v skutočnosti nelietajú, ale plávajú vo vzduchu.
Paleontológ Michael Habib vzhľadom na to navrhol vziať akékoľvek z týchto zvierat alebo hmyzu a zvýšiť všetky proporcie. Bolo by teda možné získať lietadlo prispôsobené atmosfére Marsu, ktoré by nevyžadovalo vysokú rýchlosť letu. Celá otázka znie, na akú veľkosť by sa dal motýľ alebo vták zväčšiť? Tu prichádza na rad rovnica Colina Pennisewicka. V roku 2008 tento vedec navrhol odhad, podľa ktorého sa frekvencia kmitov môže líšiť v rozsahu, ktorý je tvorený nasledujúcimi číslami: telesná hmotnosť (telo) - do 3/8 stupňa, dĺžka - do -23/24 stupeň, plocha krídla - do stupňa - 1/3, gravitačné zrýchlenie je 1/2, hustota tekutiny je -3/8.
Je to celkom výhodné pre výpočty, pretože je možné vykonať opravy, ktoré by zodpovedali hustote vzduchu a gravitačnej sile na Marse. V tomto prípade bude tiež potrebné vedieť, či správne „tvoríme“víry z použitia krídel. Našťastie tu existuje aj vhodný vzorec, ktorý je vyjadrený Strouhalovým číslom. Toto číslo sa v tomto prípade vypočíta ako súčin frekvencie a amplitúdy vibrácií vydelený rýchlosťou. Hodnota tohto indikátora výrazne obmedzí rýchlosť vozidla v režime plavby.
Hodnota tohto indikátora pre marťanské vozidlo musí byť od 0,2 do 0,4, aby zodpovedala Pennisewickovej rovnici. V takom prípade bude na konci potrebné uviesť Reynoldsovo číslo (Re) do intervalu, ktorý by zodpovedal veľkému lietajúcemu hmyzu. Napríklad medzi pomerne dobre študovanými jastrabími molmi: Re je známy rôznymi rýchlosťami letu, v závislosti od rýchlosti sa táto hodnota môže pohybovať od 3500 do 15 000. Michael Habib naznačuje, že sa v tomto rozsahu držia aj tvorcovia marťanského lietadla.
Navrhovaný systém je dnes možné vyriešiť rôznymi spôsobmi. Najelegantnejšou z nich je konštrukcia kriviek s nájdením priesečníkov, ale najrýchlejšie a oveľa jednoduchšie je zadať všetky údaje do programu na výpočet matíc a vyriešiť ho iteračne. Americký vedec nedáva všetky možné riešenia, pričom sa zameriava na to, ktoré považuje za najvhodnejšie. Podľa týchto výpočtov by dĺžka „hypotetického zvieraťa“mala byť 1 meter, hmotnosť asi 0,5 kg a relatívne predĺženie krídla je 8,0.
Pre zariadenie alebo stvorenie tejto veľkosti by bolo Strouhalovo číslo 0,31 (veľmi dobrý výsledok), Re - 13 900 (tiež dobré), súčiniteľ zdvihu - 0,5 (prijateľný výsledok pre výletný let). Aby si Khabib skutočne predstavil tento prístroj, porovnal jeho proporcie s proporciami kačice. Zároveň by však použitie netuhých syntetických materiálov malo byť ešte ľahšie ako hypotetická kačica rovnakej veľkosti. Tento dron bude navyše musieť oveľa častejšie mávať krídlami, takže tu by bolo vhodné porovnať ho s nejakým pleskáčom. Re číslo, porovnateľné s motýľmi, zároveň umožňuje usúdiť, že prístroj bude mať na krátky čas vysoký koeficient zdvihu.
Michael Habib zo zábavy navrhuje, aby jeho hypotetický lietajúci stroj vzlietol ako vták alebo hmyz. Každý vie, že zvieratá sa nerozptýlia po pristávacej dráhe, na štart tlačia podporu. Vtáky na to, podobne ako hmyz, používajú svoje končatiny a netopiere (je pravdepodobné, že to urobili skôr pterosaury) tiež používali svoje vlastné krídla ako tlačný systém. Vzhľadom na to, že gravitačná sila na Červenej planéte je veľmi malá, stačí na vzlet aj relatívne malé stlačenie - v oblasti 4% toho, čo môžu najlepší skokani na Zemi predvádzať. Navyše, ak sa tlačnému systému zariadenia podarí pridať energiu, bude môcť bez problémov vzlietnuť aj z kráterov.
Je potrebné poznamenať, že toto je veľmi hrubá ilustrácia a nič viac. V súčasnej dobe existuje veľké množstvo dôvodov, prečo vesmírne veľmoci ešte takéto drony nevytvorili. Medzi nimi možno rozlíšiť problém nasadenia lietadla na Marse (dá sa to urobiť pomocou rovera), údržby a napájania. Realizácia tejto myšlienky je dosť náročná, čo môže nakoniec viesť k jej neúčinnosti alebo dokonca k úplnej neuskutočniteľnosti.
Lietadlo na prieskum Marsu
Mars a jeho povrch 30 rokov skúmala široká škála technických prostriedkov, skúmali ho obiehajúce satelity a viac ako 15 typov rôznych zariadení, zázračných terénnych vozidiel a ďalších prefíkaných zariadení. Predpokladá sa, že čoskoro bude na Mars vyslané aj robotické lietadlo. Vedecké centrum NASA už aspoň vyvinulo nový projekt pre špeciálne robotické lietadlo určené na štúdium Červenej planéty. Predpokladá sa, že lietadlo bude študovať povrch Marsu z výšky porovnateľnej s marťanskými prieskumnými rovermi.
S pomocou takéhoto rovera vedci objavia riešenie veľkého počtu záhad Marsu, ktoré zatiaľ veda nevysvetlila. Kozmická loď Mars sa bude môcť vznášať nad povrchom planéty vo výške asi 1,6 metra a preletieť mnoho stoviek metrov. Táto jednotka zároveň urobí záznam fotografií a videa v rôznych rozsahoch a na diaľku naskenuje povrch Marsu.
Rover by mal kombinovať všetky výhody moderných roverov znásobené potenciálom skúmať obrovské vzdialenosti a oblasti. Vesmírnu loď Mars, ktorá už dostala označenie ARES, v súčasnosti vytvára 250 špecialistov pracujúcich v rôznych oblastiach. Už vytvorili prototyp marťanského lietadla, ktoré má nasledujúce rozmery: rozpätie krídel 6,5 metra, dĺžka 5 metrov. Na výrobu tohto lietajúceho robota sa plánuje použiť najľahší polymérny uhlíkový materiál.
Toto zariadenie má byť dodané na Červenú planétu presne v tom istom prípade ako zariadenie na pristátie na povrchu planéty. Hlavným účelom tohto trupu je chrániť vesmírnu loď pred ničivými účinkami prehriatia, keď sa kapsula dostane do kontaktu s atmosférou Marsu, a tiež chrániť vesmírnu loď počas pristávania pred možnými poruchami a mechanickým poškodením.
Vedci plánujú vyhodiť toto lietadlo na Mars pomocou už osvedčených nosičov, tu však majú aj nové nápady. 12 hodín pred pristátím na povrchu Červenej planéty sa zariadenie oddelí od nosiča a vo výške 32 km. Nad povrchom Marsu vypustí z kapsuly marťanské lietadlo, po ktorom marťanské lietadlo okamžite naštartuje motory a s nasadením svojich šesťmetrových krídel začne autonómny let nad povrchom planéty.
Predpokladá sa, že lietadlo ARES bude schopné preletieť marťanské hory, ktoré sú pozemšťanmi úplne nepreskúmané a vykonajú potrebný výskum. Bežné rovery nevedia šplhať do hôr a pre satelity je ťažké rozoznať detaily. Súčasne v horách Marsu existujú zóny so silným magnetickým poľom, ktorých povaha je pre vedcov nepochopiteľná. Za letu bude ARES odoberať vzorky vzduchu z atmosféry každé 3 minúty. To je dosť dôležité, pretože na Marse sa nachádzal metánový plyn, ktorého povaha a zdroj nie sú úplne jasné. Na Zemi metán produkujú živé bytosti, zatiaľ čo zdroj metánu na Marse je úplne nejasný a stále neznámy.
Aj v kozmickej lodi ARES Mars sa chystá nainštalovať zariadenie na hľadanie obyčajnej vody. Vedci veria, že pomocou ARES sa im podarí získať nové informácie, ktoré vrhnú svetlo na minulosť Červenej planéty. Vedci už projekt ARES nazvali najkratším vesmírnym programom. Lietadlo Mars môže zostať vo vzduchu len asi 2 hodiny, kým mu nedôjde palivo. ARES však aj v tomto krátkom časovom období dokáže zvládnuť vzdialenosť 1 500 kilometrov nad povrchom Marsu. Potom zariadenie pristane a bude môcť pokračovať v štúdiu povrchu a atmosféry Marsu.
