Hivi sasa, uso wa Mars unachunguzwa kwa kutumia vituo maalum vya orbital, pamoja na moduli zilizosimama au rovers zinazoenda polepole. Kuna pengo kubwa kati ya hizi gari za utafiti, ambazo zinaweza kujazwa na ndege anuwai. Inaonekana, kwa nini vifaa vya bandia iliyoundwa na mwanadamu bado haviruki juu ya uso wa Sayari Nyekundu? Jibu la swali hili liko juu ya uso (kwa maana zote), wiani wa anga ya Mars ni 1.6% tu ya wiani wa anga ya dunia juu ya usawa wa bahari, ambayo inamaanisha kuwa ndege kwenye Mars italazimika kuruka kasi kubwa sana ili usianguke.
Anga ya Mars ni nadra sana, kwa sababu hiyo ndege hizo ambazo hutumiwa na wanadamu wakati wa kusonga katika anga la Dunia hazifai kwa njia yoyote kutumika katika anga la Sayari Nyekundu. Wakati huo huo, kwa kushangaza, mtaalam wa paleontiki wa Amerika Michael Habib alipendekeza njia ya kutoka kwa hali ya sasa na magari ya baadaye ya kuruka ya Martian. Kulingana na mtaalam wa mambo ya kale, vipepeo wa kawaida wa ulimwengu au ndege wadogo wanaweza kuwa mfano bora wa vifaa vinavyoweza kuruka katika anga ya Martian. Michael Habib anaamini kwamba kwa kurudia viumbe kama hivyo, kuongeza saizi yao, mradi viwango vyao vimehifadhiwa, wanadamu wataweza kupata vifaa vinavyofaa ndege katika anga la Sayari Nyekundu.
Wawakilishi wa sayari yetu kama vile vipepeo au ndege wa hummingbird wanaweza kuruka katika anga na mnato mdogo, ambayo ni, katika anga sawa na kwenye uso wa Mars. Ndio sababu wanaweza kutenda kama mifano mzuri sana kwa kuunda mifano ya siku zijazo ya ndege zinazofaa kushinda hali ya Martian. Vipimo vya juu vya vifaa kama hivyo vinaweza kuhesabiwa kwa kutumia equation ya mwanasayansi wa Kiingereza Colin Pennisewick kutoka Bristol. Walakini, shida kuu bado zinapaswa kutambuliwa kama maswala yanayohusiana na utunzaji wa ndege kama hizo kwenye Mars kwa mbali kutoka kwa watu na kwa kutokuwepo kwao juu.
Tabia ya wanyama wote wanaozunguka na kuruka (pamoja na mashine) inaweza kuonyeshwa na nambari ya Reynolds (Re): kwa hii unahitaji kuzidisha kasi ya kipeperushi (au kuogelea), urefu wa tabia (kwa mfano, majimaji kipenyo, ikiwa tunazungumza juu ya mto) na kioevu cha wiani (gesi), na matokeo yaliyopatikana kama matokeo ya kuzidisha hugawanywa na mnato wenye nguvu. Matokeo yake ni uwiano wa vikosi vya inertial na vikosi vya viscous. Ndege ya kawaida inaweza kuruka kwa idadi kubwa ya Re (hali kubwa sana kuhusiana na mnato wa hewa). Walakini, kuna wanyama Duniani ambao ni "wa kutosha" kwa idadi ndogo ya Re. Hizi ni ndege ndogo au wadudu: zingine ni ndogo sana, kwa kweli, haziruki, lakini zinaelea angani.
Paleontologist Michael Habib, akizingatia hili, alipendekeza kuchukua yoyote ya wanyama hawa au wadudu, kuongeza idadi zote. Kwa hivyo itawezekana kupata ndege iliyobadilishwa kwa hali ya Martian, na bila kuhitaji mwendo wa kasi wa kukimbia. Swali lote ni, kipepeo au ndege inaweza kupanuliwa kwa ukubwa gani? Hapa ndipo usawa wa Colin Pennisewick unakuja. Nyuma mnamo 2008, mwanasayansi huyu alipendekeza makadirio kulingana na ambayo masafa ya oscillations yanaweza kutofautiana katika anuwai ambayo huundwa na nambari zifuatazo: mwili wa mwili (mwili) - hadi kiwango cha 3/8, urefu - hadi -23/24 kiwango, eneo la mrengo - kwa kiwango - 1/3, kuongeza kasi kwa sababu ya mvuto ni 1/2, wiani wa giligili ni -3/8.
Hii ni rahisi kwa mahesabu, kwani marekebisho yanaweza kufanywa ambayo yangelingana na wiani wa hewa na nguvu ya mvuto kwenye Mars. Katika kesi hii, itakuwa muhimu pia kujua ikiwa kwa usahihi "tunaunda" vortices kutoka kwa matumizi ya mabawa. Kwa bahati nzuri, pia kuna fomula inayofaa hapa, ambayo inaonyeshwa na nambari ya Strouhal. Nambari hii imehesabiwa katika kesi hii kama bidhaa ya masafa na ukubwa wa mtetemo, iliyogawanywa na kasi. Thamani ya kiashiria hiki itapunguza kasi ya gari katika hali ya kukimbia kwa cruise.
Thamani ya kiashiria hiki kwa gari la Martian lazima iwe kutoka 0.2 hadi 0.4, ili kufanana na usawa wa Pennisewick. Katika kesi hii, mwishowe, itakuwa muhimu kuleta nambari ya Reynolds (Re) katika muda ambao utalingana na mdudu mkubwa anayeruka. Kwa mfano, kati ya nondo za kipanga zilizojifunza vizuri: Re inajulikana kwa kasi anuwai ya kukimbia, kulingana na kasi, thamani hii inaweza kutofautiana kutoka 3500 hadi 15000. Michael Habib anapendekeza kwamba waundaji wa ndege ya Martian pia wawe ndani ya safu hii.
Mfumo uliopendekezwa unaweza kutatuliwa leo kwa njia anuwai. Uzuri zaidi wa haya ni ujenzi wa curves na kupata alama za makutano, lakini ya haraka zaidi na rahisi zaidi kuingiza data zote kwenye programu ya kuhesabu matrices na kuitatua kwa iteratively. Mwanasayansi wa Amerika haitoi suluhisho zote zinazowezekana, akizingatia ile ambayo anaona kuwa inafaa zaidi. Kulingana na mahesabu haya, urefu wa "mnyama wa kudhani" inapaswa kuwa mita 1, misa ni karibu kilo 0.5, na urefu wa mrengo wa jamaa ni 8.0.
Kwa vifaa au kiumbe cha saizi hii, nambari ya Strouhal itakuwa 0.31 (matokeo mazuri sana), Re - 13 900 (pia nzuri), mgawo wa kuinua - 0.5 (matokeo yanayokubalika kwa ndege ya kusafiri). Ili kufikiria sana vifaa hivi, Khabib alilinganisha idadi yake na idadi ya bata. Lakini wakati huo huo, matumizi ya vifaa visivyo ngumu vya kutengeneza inapaswa kuifanya iwe nyepesi kuliko bata ya kudhani ya saizi sawa. Kwa kuongezea, drone hii italazimika kupigapiga mabawa yake mara nyingi zaidi, kwa hivyo hapa itakuwa sawa kuilinganisha na midge. Wakati huo huo, nambari ya Re, inayolinganishwa na ile ya vipepeo, inafanya uwezekano wa kuhukumu kuwa kwa muda mfupi vifaa vitakuwa na mgawo wa juu wa kuinua.
Kwa kujifurahisha, Michael Habib anapendekeza kwamba mashine yake ya kuruka inayodhaniwa itaondoka kama ndege au wadudu. Kila mtu anajua kwamba wanyama hawatawanyika kando ya uwanja wa ndege, kwa sababu ya kuondoka huondoa msaada. Kwa hili, ndege, kama wadudu, hutumia viungo vyao, na popo (kuna uwezekano kwamba pterosaurs walifanya hivi mapema) pia walitumia mabawa yao kama mfumo wa kusukuma. Kwa sababu ya ukweli kwamba nguvu ya mvuto kwenye Sayari Nyekundu ni ndogo sana, hata msukumo mdogo ni wa kutosha kuchukua - katika mkoa wa 4% ya kile wanarukaji bora wa ulimwengu wanaweza kuonyesha. Kwa kuongezea, ikiwa mfumo wa pusher wa vifaa unafanikiwa kuongeza nguvu, itaweza kutoka bila shida yoyote hata kutoka kwa crater.
Ikumbukwe kwamba hii ni mfano mbaya sana na sio zaidi. Hivi sasa, kuna idadi kubwa ya sababu kwa nini mamlaka ya nafasi bado hayajaunda drones kama hizo. Kati yao, mtu anaweza kubaini shida ya kupeleka ndege kwenye Mars (inaweza kufanywa kwa msaada wa rover), matengenezo na usambazaji wa umeme. Wazo ni ngumu sana kutekeleza, ambayo mwishowe inaweza kuifanya kuwa isiyofaa au hata isiyowezekana kabisa.
Ndege ya kuchunguza Mars
Kwa miaka 30, Mars na uso wake wamechunguzwa na anuwai ya njia za kiufundi, imechunguzwa na satelaiti zinazozunguka, na aina zaidi ya 15 ya vifaa anuwai, magari ya miujiza ya ardhi yote na vifaa vingine vya ujanja. Inachukuliwa kuwa hivi karibuni ndege ya roboti pia itatumwa kwa Mars. Angalau Kituo cha Sayansi cha NASA tayari kimetengeneza mradi mpya wa ndege maalum ya roboti iliyoundwa kusoma Sayari Nyekundu. Inachukuliwa kuwa ndege hiyo itasoma uso wa Mars kutoka urefu unaofanana na ule wa rovers za uchunguzi wa Martian.
Kwa msaada wa rover kama hiyo, wanasayansi watagundua suluhisho la idadi kubwa ya siri za Mars ambazo bado hazijaelezewa na sayansi. Chombo cha angani cha Mars kitaweza kupaa juu ya uso wa sayari kwa urefu wa mita 1.6 na kuruka mamia ya mita. Wakati huo huo, kitengo hiki kitafanya kurekodi picha na video katika safu tofauti na kuchanganua uso wa Mars kwa mbali.
Rover inapaswa kuchanganya faida zote za rovers za kisasa, zilizozidishwa na uwezo wa kuchunguza umbali na maeneo makubwa. Chombo cha angani cha Mars, ambacho tayari kimepokea jina la ARES, hivi sasa kinaundwa na wataalamu 250 wanaofanya kazi katika nyanja anuwai. Tayari wameunda mfano wa ndege ya Martian, ambayo ina vipimo vifuatavyo: urefu wa mabawa wa mita 6.5, urefu wa mita 5. Kwa utengenezaji wa roboti hii inayoruka, imepangwa kutumia nyenzo nyepesi zaidi ya kaboni ya polima.
Kifaa hiki kinapaswa kutolewa kwa Sayari Nyekundu kwa hali sawa na kifaa cha kutua juu ya uso wa sayari. Kusudi kuu la mwili huu ni kulinda chombo kutoka kwa athari za uharibifu wa joto kali wakati kifusi kinapogusana na anga ya Mars, na pia kulinda chombo wakati wa kutua kutokana na uharibifu unaowezekana na uharibifu wa mitambo.
Wanasayansi wanapanga kutupa ndege hii kwa Mars kwa msaada wa wabebaji waliothibitishwa tayari, hata hivyo, hapa wana maoni mapya pia. Masaa 12 kabla ya kutua juu ya uso wa Sayari Nyekundu, kifaa hicho kitajitenga na mbebaji na kwa urefu wa kilomita 32. Juu ya uso wa Mars, itatoa ndege ya Martian kutoka kwenye kibonge, baada ya hapo ndege ya Mars itaanzisha injini zake mara moja na, ikipeleka mabawa yake ya mita sita, itaanza kukimbia kwa uhuru juu ya uso wa sayari.
Inachukuliwa kuwa ndege ya ARES itaweza kuruka juu ya milima ya Martian, ambayo haijatafutwa kabisa na watu wa ardhini na kufanya utafiti muhimu. Rovers za kawaida haziwezi kupanda milima, na satelaiti ni ngumu kutofautisha maelezo. Wakati huo huo, katika milima ya Mars, kuna maeneo yenye uwanja wenye nguvu wa sumaku, asili ambayo haieleweki kwa wanasayansi. Katika kukimbia, ARES itachukua sampuli za hewa kutoka anga kila dakika 3. Hii ni muhimu sana, kwani gesi ya methane ilipatikana kwenye Mars, asili na chanzo cha ambayo haijulikani kabisa. Duniani, methane hutengenezwa na vitu vilivyo hai, wakati chanzo cha methane kwenye Mars haijulikani kabisa na bado haijulikani.
Pia katika chombo cha angani cha ARES Mars wataenda kufunga vifaa vya kutafuta maji ya kawaida. Wanasayansi wanaamini kuwa kwa msaada wa ARES wataweza kupata habari mpya ambayo itatoa mwanga juu ya zamani ya Sayari Nyekundu. Watafiti tayari wameita mradi wa ARES mpango mfupi zaidi wa nafasi. Ndege ya Mars inaweza kukaa hewani kwa masaa 2 tu hadi itaisha mafuta. Walakini, hata katika kipindi hiki kifupi, ARES bado itaweza kufunika umbali wa kilomita 1500 juu ya uso wa Mars. Baada ya hapo, kifaa kitatua na kitaweza kuendelea kusoma juu ya anga na anga ya Mars.
