ขณะนี้พื้นผิวของดาวอังคารกำลังถูกสำรวจโดยใช้สถานีโคจรพิเศษ เช่นเดียวกับโมดูลที่อยู่นิ่งหรือรถโรเวอร์ที่เคลื่อนที่ช้า มีช่องว่างค่อนข้างใหญ่ระหว่างยานสำรวจเหล่านี้ ซึ่งสามารถเติมด้วยเครื่องบินหลายลำ ดูเหมือนว่าทำไมอุปกรณ์ประดิษฐ์ที่มนุษย์สร้างขึ้นยังไม่บินเหนือพื้นผิวของดาวเคราะห์แดง? คำตอบสำหรับคำถามนี้อยู่ที่พื้นผิว (ในทุกแง่มุม) ความหนาแน่นของชั้นบรรยากาศของดาวอังคารมีเพียง 1.6% ของความหนาแน่นของชั้นบรรยากาศของโลกเหนือระดับน้ำทะเล ซึ่งหมายความว่าเครื่องบินบนดาวอังคารจะต้องบินไปที่ ความเร็วสูงมากเพื่อไม่ให้ตก
ชั้นบรรยากาศของดาวอังคารนั้นหายากมาก ด้วยเหตุนี้ เครื่องบินที่มนุษย์ใช้เมื่อเคลื่อนที่ในชั้นบรรยากาศของโลกจึงไม่เหมาะสำหรับใช้ในบรรยากาศของดาวเคราะห์แดง ในเวลาเดียวกัน Michael Habib นักบรรพชีวินวิทยาชาวอเมริกันได้เสนอวิธีออกจากสถานการณ์ปัจจุบันด้วยยานพาหนะที่บินบนดาวอังคารในอนาคตได้อย่างน่าประหลาดใจ ตามที่นักบรรพชีวินวิทยากล่าวว่าผีเสื้อบกหรือนกตัวเล็ก ๆ สามารถกลายเป็นอุปกรณ์ต้นแบบที่ยอดเยี่ยมที่สามารถบินได้ในบรรยากาศของดาวอังคาร Michael Habib เชื่อว่าการสร้างสิ่งมีชีวิตดังกล่าวขึ้นใหม่ โดยเพิ่มขนาดขึ้น หากรักษาสัดส่วนไว้ มนุษยชาติจะสามารถได้รับอุปกรณ์ที่เหมาะสมสำหรับเที่ยวบินในบรรยากาศของดาวเคราะห์แดง
ตัวแทนของโลกของเราเช่นผีเสื้อหรือนกฮัมมิ่งเบิร์ดสามารถบินได้ในบรรยากาศที่มีความหนืดต่ำนั่นคือในบรรยากาศเดียวกับบนพื้นผิวของดาวอังคาร นั่นคือเหตุผลที่พวกเขาสามารถทำหน้าที่เป็นแบบจำลองที่ดีมากสำหรับการสร้างแบบจำลองเครื่องบินในอนาคตที่เหมาะสำหรับการพิชิตชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร ขนาดสูงสุดของอุปกรณ์ดังกล่าวสามารถคำนวณได้โดยใช้สมการของ Colin Pennisewick นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษจากบริสตอล อย่างไรก็ตาม ปัญหาหลักยังคงเป็นปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการซ่อมบำรุงเครื่องบินดังกล่าวบนดาวอังคาร โดยอยู่ห่างจากผู้คนและเมื่อไม่มีเครื่องบินอยู่บนพื้นผิว
พฤติกรรมของสัตว์ที่ลอยและบินได้ทั้งหมด (เช่นเดียวกับเครื่องจักร) สามารถแสดงได้ด้วยหมายเลข Reynolds (Re): สำหรับสิ่งนี้ คุณต้องคูณความเร็วของนักบิน (หรือนักว่ายน้ำ) ความยาวเฉพาะ (เช่น ไฮดรอลิกส์) เส้นผ่านศูนย์กลางถ้าเรากำลังพูดถึงแม่น้ำ) และความหนาแน่นของของเหลว (ก๊าซ) และผลลัพธ์ที่ได้จากการคูณหารด้วยความหนืดแบบไดนามิก ผลที่ได้คืออัตราส่วนของแรงเฉื่อยต่อแรงหนืด เครื่องบินธรรมดาสามารถบินด้วยค่า Re number สูง (ความเฉื่อยสูงมากเมื่อเทียบกับความหนืดของอากาศ) อย่างไรก็ตาม มีสัตว์บนโลกที่ "เพียงพอ" สำหรับเรจำนวนที่ค่อนข้างน้อย เหล่านี้เป็นนกหรือแมลงขนาดเล็ก: บางตัวมีขนาดเล็กมากจนจริง ๆ แล้วพวกมันไม่บิน แต่ลอยอยู่ในอากาศ
นักบรรพชีวินวิทยา Michael Habib เมื่อพิจารณาถึงเรื่องนี้ แนะนำให้นำสัตว์หรือแมลงเหล่านี้ไปเพิ่มสัดส่วนทั้งหมด ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะได้เครื่องบินที่ปรับให้เข้ากับบรรยากาศของดาวอังคาร และไม่ต้องการความเร็วในการบินสูง คำถามทั้งหมดคือ ผีเสื้อหรือนกสามารถขยายขนาดได้เท่าใด นี่คือที่มาของสมการของคอลิน เพนนิเซวิกย้อนกลับไปในปี 2008 นักวิทยาศาสตร์คนนี้เสนอการประมาณการตามความถี่ของการแกว่งที่สามารถแปรผันได้ในช่วงที่เกิดจากตัวเลขต่อไปนี้: มวลกาย (ร่างกาย) - ถึง 3/8 องศา, ความยาว - ถึง -23/24 องศา, พื้นที่ปีก - ถึงองศา - 1/3, ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงคือ 1/2, ความหนาแน่นของของเหลวคือ -3/8
ซึ่งสะดวกมากสำหรับการคำนวณ เนื่องจากสามารถทำการแก้ไขให้สอดคล้องกับความหนาแน่นของอากาศและแรงโน้มถ่วงบนดาวอังคารได้ ในกรณีนี้จำเป็นต้องรู้ว่าเรา "สร้าง" กระแสน้ำวนจากการใช้ปีกอย่างถูกต้องหรือไม่ โชคดีที่ยังมีสูตรที่เหมาะสม ซึ่งแสดงโดยหมายเลข Strouhal ในกรณีนี้ ตัวเลขนี้คำนวณเป็นผลคูณของความถี่และแอมพลิจูดของการสั่นสะเทือน หารด้วยความเร็ว ค่าของตัวบ่งชี้นี้จะจำกัดความเร็วของรถอย่างมากในโหมดเที่ยวบินล่องเรือ
ค่าของตัวบ่งชี้นี้สำหรับยานเกราะดาวอังคารต้องอยู่ระหว่าง 0.2 ถึง 0.4 เพื่อให้สอดคล้องกับสมการเพนนิเซวิก ในกรณีนี้ ในตอนท้าย จำเป็นต้องนำหมายเลข Reynolds (Re) มาเป็นระยะที่สอดคล้องกับแมลงบินขนาดใหญ่ ตัวอย่างเช่น ในบรรดาเหยี่ยวผีเสื้อกลางคืนที่ได้รับการศึกษามาเป็นอย่างดี: Re ขึ้นชื่อในเรื่องความเร็วในการบินที่หลากหลาย ค่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ 3500 ถึง 15000 Michael Habib แนะนำว่าผู้สร้างเครื่องบิน Martian ให้อยู่ในช่วงนี้เช่นกัน
ระบบที่นำเสนอสามารถแก้ไขได้ในปัจจุบันในรูปแบบต่างๆ สิ่งที่หรูหราที่สุดคือการสร้างเส้นโค้งด้วยการค้นหาจุดตัดกัน แต่การป้อนข้อมูลทั้งหมดลงในโปรแกรมจะเร็วและง่ายกว่ามากสำหรับการคำนวณเมทริกซ์และแก้แบบวนซ้ำ นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันไม่ได้ให้วิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้ทั้งหมดโดยเน้นที่วิธีที่เขาเห็นว่าเหมาะสมที่สุด จากการคำนวณเหล่านี้ ความยาวของ "สัตว์สมมุติ" ควรเท่ากับ 1 เมตร มวลประมาณ 0.5 กก. และการยืดตัวของปีกสัมพัทธ์คือ 8.0
สำหรับอุปกรณ์หรือสิ่งมีชีวิตขนาดนี้ หมายเลข Strouhal จะเป็น 0.31 (ผลดีมาก), Re - 13 900 (ดีเช่นกัน), ค่าสัมประสิทธิ์การยก - 0.5 (ผลลัพธ์ที่ยอมรับได้สำหรับเที่ยวบินล่องเรือ) เพื่อให้จินตนาการถึงอุปกรณ์นี้อย่างแท้จริง Khabib ได้เปรียบเทียบสัดส่วนกับสัดส่วนเป็ด แต่ในขณะเดียวกัน การใช้วัสดุสังเคราะห์ที่ไม่แข็งก็ควรทำให้มันเบากว่าเป็ดสมมติที่มีขนาดเท่ากัน นอกจากนี้ โดรนตัวนี้จะต้องกระพือปีกบ่อยกว่ามาก ดังนั้นในที่นี้จึงควรเปรียบเทียบกับมิดจ์ ในเวลาเดียวกัน ตัวเลข Re ซึ่งเปรียบได้กับตัวเลขของผีเสื้อ ทำให้สามารถตัดสินได้ว่าอุปกรณ์จะมีค่าสัมประสิทธิ์การยกสูงในช่วงเวลาสั้นๆ
เพื่อความสนุกสนาน Michael Habib แนะนำว่าเครื่องบินสมมุติของเขาจะบินได้เหมือนนกหรือแมลง ทุกคนรู้ดีว่าสัตว์ไม่ได้กระจัดกระจายไปตามรันเวย์เพราะพวกมันจะผลักออกจากตัวรองรับ สำหรับสิ่งนี้ นกเช่นแมลงใช้แขนขาและค้างคาว (มีแนวโน้มว่าเรซัวร์ทำสิ่งนี้ก่อนหน้านี้) ก็ใช้ปีกของตัวเองเป็นระบบผลัก เนื่องจากแรงโน้มถ่วงบนดาวเคราะห์แดงมีขนาดเล็กมาก แม้แต่การกดเพียงเล็กน้อยก็เพียงพอสำหรับการขึ้นเครื่อง - ในพื้นที่ 4% ของสิ่งที่นักกระโดดดินที่ดีที่สุดสามารถแสดงให้เห็นได้ ยิ่งกว่านั้นหากระบบดันของอุปกรณ์สามารถเพิ่มกำลังได้ก็จะสามารถถอดออกได้โดยไม่มีปัญหาแม้แต่จากหลุมอุกกาบาต
ควรสังเกตว่านี่เป็นภาพประกอบที่หยาบคายและไม่มีอะไรมากไปกว่านี้ ในปัจจุบัน มีหลายสาเหตุว่าทำไมพลังอวกาศยังไม่ได้สร้างโดรนดังกล่าว ในหมู่พวกเขา เราสามารถแยกแยะปัญหาในการปรับใช้เครื่องบินบนดาวอังคาร (สามารถทำได้ด้วยความช่วยเหลือจากรถแลนด์โรเวอร์) การบำรุงรักษาและการจ่ายพลังงาน แนวคิดนี้ค่อนข้างยากที่จะนำไปใช้ ซึ่งท้ายที่สุดแล้วอาจทำให้ไม่มีประสิทธิภาพหรือทำไม่ได้เลยแม้แต่น้อย
เครื่องบินสำรวจดาวอังคาร
เป็นเวลา 30 ปีที่ดาวอังคารและพื้นผิวของมันได้รับการสำรวจด้วยวิธีการทางเทคนิคที่หลากหลาย มันถูกตรวจสอบโดยดาวเทียมที่โคจรรอบ และอุปกรณ์ต่างๆ มากกว่า 15 ชนิด ยานพาหนะทุกพื้นที่มหัศจรรย์ และอุปกรณ์ที่ฉลาดแกมโกงอื่นๆ สันนิษฐานว่าอีกไม่นานเครื่องบินหุ่นยนต์จะถูกส่งไปยังดาวอังคารด้วย อย่างน้อยศูนย์วิทยาศาสตร์นาซ่าได้พัฒนาโครงการใหม่สำหรับเครื่องบินหุ่นยนต์พิเศษที่ออกแบบมาเพื่อศึกษาดาวเคราะห์แดง สันนิษฐานว่าเครื่องบินจะศึกษาพื้นผิวดาวอังคารจากความสูงที่เทียบได้กับยานสำรวจดาวอังคาร
ด้วยความช่วยเหลือของยานสำรวจดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์จะค้นพบทางแก้ปริศนามากมายบนดาวอังคารที่วิทยาศาสตร์ยังไม่ได้อธิบาย ยานอวกาศดาวอังคารจะสามารถลอยอยู่เหนือพื้นผิวของดาวเคราะห์ที่ระดับความสูงประมาณ 1.6 เมตรและบินได้หลายร้อยเมตร ในเวลาเดียวกัน หน่วยนี้จะทำการบันทึกภาพถ่ายและวิดีโอในช่วงต่างๆ และสแกนพื้นผิวของดาวอังคารในระยะไกล
รถแลนด์โรเวอร์ควรรวมข้อดีทั้งหมดของโรเวอร์สมัยใหม่ คูณด้วยศักยภาพในการสำรวจระยะทางและพื้นที่กว้างใหญ่ ยานอวกาศ Mars ซึ่งได้รับตำแหน่ง ARES แล้ว กำลังถูกสร้างขึ้นโดยผู้เชี่ยวชาญ 250 คนที่ทำงานในสาขาต่างๆ พวกเขาได้สร้างต้นแบบของเครื่องบินดาวอังคารซึ่งมีขนาดดังต่อไปนี้: ปีกกว้าง 6.5 เมตร ยาว 5 เมตร สำหรับการผลิตหุ่นยนต์บินได้ มีการวางแผนที่จะใช้วัสดุพอลิเมอร์คาร์บอนที่เบาที่สุด
อุปกรณ์นี้ควรจะถูกส่งไปยังดาวเคราะห์แดงในกรณีเดียวกับอุปกรณ์สำหรับลงจอดบนพื้นผิวของดาวเคราะห์ จุดประสงค์หลักของตัวเรือนี้คือการปกป้องยานอวกาศจากผลการทำลายล้างของความร้อนสูงเกินไปเมื่อแคปซูลสัมผัสกับบรรยากาศของดาวอังคาร เช่นเดียวกับการปกป้องยานอวกาศในระหว่างการลงจอดจากการพังทลายและความเสียหายทางกลที่อาจเกิดขึ้น
นักวิทยาศาสตร์วางแผนที่จะโยนเครื่องบินลำนี้ไปยังดาวอังคารด้วยความช่วยเหลือจากผู้ให้บริการที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว อย่างไรก็ตาม พวกเขามีแนวคิดใหม่ด้วยเช่นกัน 12 ชั่วโมงก่อนลงจอดบนพื้นผิวของดาวเคราะห์แดง อุปกรณ์จะแยกออกจากสายการบินและที่ระดับความสูง 32 กม. เหนือพื้นผิวดาวอังคาร มันจะปล่อยเครื่องบินของดาวอังคารออกจากแคปซูล หลังจากนั้นเครื่องบินของดาวอังคารจะสตาร์ทเครื่องยนต์ทันที และใช้ปีกยาว 6 เมตร จะเริ่มบินอิสระเหนือพื้นผิวของดาวเคราะห์
สันนิษฐานว่าเครื่องบิน ARES จะสามารถบินเหนือภูเขาบนดาวอังคาร ซึ่งมนุษย์โลกยังไม่ได้สำรวจอย่างสมบูรณ์ และดำเนินการวิจัยที่จำเป็น รถโรเวอร์ทั่วไปไม่สามารถปีนภูเขาได้ และดาวเทียมก็พบว่าเป็นการยากที่จะแยกแยะรายละเอียด ในเวลาเดียวกัน ในภูเขาของดาวอังคาร มีโซนที่มีสนามแม่เหล็กแรงสูง ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถเข้าใจธรรมชาติได้ ในเที่ยวบิน ARES จะทำการเก็บตัวอย่างอากาศจากชั้นบรรยากาศทุกๆ 3 นาที สิ่งนี้ค่อนข้างสำคัญ เนื่องจากพบก๊าซมีเทนบนดาวอังคาร ธรรมชาติและแหล่งที่มาจึงไม่ชัดเจน บนโลกมีเทนผลิตโดยสิ่งมีชีวิต ในขณะที่แหล่งที่มาของก๊าซมีเทนบนดาวอังคารยังไม่ชัดเจนและยังไม่ทราบ
นอกจากนี้ ในยานอวกาศ ARES Mars พวกเขาจะติดตั้งอุปกรณ์เพื่อค้นหาน้ำธรรมดา นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าด้วยความช่วยเหลือของ ARES พวกเขาจะสามารถรับข้อมูลใหม่ที่จะทำให้กระจ่างเกี่ยวกับอดีตของดาวเคราะห์สีแดง นักวิจัยได้ขนานนามโครงการ ARES ว่าเป็นโครงการอวกาศที่สั้นที่สุดแล้ว เครื่องบินของดาวอังคารสามารถอยู่ในอากาศได้ประมาณ 2 ชั่วโมงจนกว่าน้ำมันจะหมด อย่างไรก็ตาม แม้ในช่วงเวลาสั้นๆ นี้ ARES จะยังคงสามารถครอบคลุมระยะทาง 1,500 กิโลเมตรเหนือพื้นผิวดาวอังคารได้ หลังจากนั้นอุปกรณ์จะลงจอดและจะสามารถศึกษาพื้นผิวและบรรยากาศของดาวอังคารต่อไปได้