Robot terbang untuk meneroka permukaan Marikh

Isi kandungan:

Robot terbang untuk meneroka permukaan Marikh
Robot terbang untuk meneroka permukaan Marikh

Video: Robot terbang untuk meneroka permukaan Marikh

Video: Robot terbang untuk meneroka permukaan Marikh
Video: Polisi Sita Senapan Angin Ilegal 2024, Mungkin
Anonim

Pada masa ini, permukaan Mars sedang dieksplorasi menggunakan stesen orbit khas, serta modul pegun atau pemacu bergerak perlahan. Terdapat jurang yang cukup besar antara kenderaan penyelidikan ini, yang dapat diisi oleh berbagai pesawat. Nampaknya, mengapa alat buatan buatan manusia masih tidak terbang di atas permukaan Planet Merah? Jawapan untuk soalan ini terletak di permukaan (dalam semua deria), ketumpatan atmosfer Mars hanya 1.6% dari ketumpatan atmosfer bumi di atas permukaan laut, yang seterusnya bermaksud bahawa pesawat di Marikh harus terbang di kelajuan yang sangat tinggi agar tidak jatuh.

Suasana Marikh sangat jarang ditemui, oleh sebab itu pesawat-pesawat yang digunakan oleh manusia ketika bergerak di atmosfer Bumi secara praktikal tidak sesuai untuk digunakan di atmosfer Planet Merah. Pada masa yang sama, secara mengejutkan, ahli paleontologi Amerika Michael Habib mencadangkan jalan keluar dari keadaan semasa dengan kenderaan terbang Martian masa depan. Menurut ahli paleontologi, rama-rama darat biasa atau burung kecil dapat menjadi prototaip peranti yang sangat baik yang mampu terbang di atmosfer Martian. Michael Habib percaya bahawa dengan mencipta semula makhluk seperti itu, meningkatkan ukurannya, dengan syarat bahagiannya dipelihara, manusia akan dapat memperoleh alat yang sesuai untuk penerbangan di atmosfer Planet Merah.

Perwakilan planet kita seperti rama-rama atau burung kolibri dapat terbang di atmosfer dengan kelikatan rendah, iaitu, dalam atmosfera yang sama seperti di permukaan Marikh. Itulah sebabnya mereka dapat bertindak sebagai model yang sangat baik untuk membuat model pesawat masa depan yang sesuai untuk menaklukkan atmosfer Martian. Dimensi maksimum peranti tersebut dapat dikira menggunakan persamaan saintis Inggeris Colin Pennisewick dari Bristol. Walau bagaimanapun, masalah utama masih harus diakui sebagai masalah yang berkaitan dengan penyelenggaraan pesawat seperti itu di Marikh pada jarak yang jauh dari orang dan ketiadaannya di permukaan.

Robot terbang untuk meneroka permukaan Marikh
Robot terbang untuk meneroka permukaan Marikh

Tingkah laku semua haiwan terapung dan terbang (serta mesin) dapat dinyatakan dengan nombor Reynolds (Re): untuk ini anda perlu menggandakan kelajuan flyer (atau perenang), panjang ciri (misalnya, hidraulik diameter, jika kita bercakap tentang sungai) dan cecair ketumpatan (gas), dan hasil yang diperoleh sebagai hasil pendaraban dibahagikan dengan kelikatan dinamik. Hasilnya adalah nisbah daya inersia dengan daya likat. Pesawat biasa mampu terbang dengan bilangan Re yang tinggi (inersia sangat tinggi berhubung dengan kelikatan udara). Namun, ada haiwan di Bumi yang "cukup" untuk sebilangan kecil Re. Ini adalah burung atau serangga kecil: sebahagian daripadanya sangat kecil sehingga, sebenarnya, mereka tidak terbang, tetapi melayang di udara.

Ahli paleontologi Michael Habib, mempertimbangkan hal ini, mencadangkan mengambil salah satu haiwan atau serangga ini, meningkatkan semua bahagian. Oleh itu, adalah mungkin untuk mendapatkan pesawat yang disesuaikan dengan suasana Mars, dan tidak memerlukan kecepatan penerbangan yang tinggi. Seluruh persoalannya, sejauh mana kupu-kupu atau burung dapat diperbesar? Di sinilah persamaan Colin Pennisewick masuk. Kembali pada tahun 2008, saintis ini mengemukakan anggaran yang mana frekuensi ayunan boleh berbeza dalam julat yang dibentuk oleh nombor berikut: jisim badan (badan) - hingga darjah 3/8, panjang - hingga -23/24 darjah, luas sayap - hingga darjah - 1/3, pecutan kerana graviti adalah 1/2, ketumpatan bendalir adalah -3/8.

Ini cukup mudah untuk pengiraan, kerana pembetulan dapat dibuat yang sesuai dengan ketumpatan udara dan daya graviti di Marikh. Dalam kes ini, kita juga perlu mengetahui sama ada kita betul-betul "membentuk" pusaran dari penggunaan sayap. Nasib baik, ada juga formula yang sesuai di sini, yang dinyatakan dengan nombor Strouhal. Nombor ini dikira dalam kes ini sebagai produk kekerapan dan amplitud getaran, dibahagi dengan kelajuan. Nilai penunjuk ini akan sangat membatasi kelajuan kenderaan dalam mod penerbangan pelayaran.

Imej
Imej

Nilai penunjuk ini untuk kenderaan Martian mestilah dari 0,2 hingga 0,4, agar sesuai dengan persamaan Pennisewick. Dalam kes ini, pada akhirnya, perlu membawa nombor Reynolds (Re) ke selang yang sesuai dengan serangga terbang besar. Sebagai contoh, di antara rama-rama elang yang cukup dipelajari: Re terkenal dengan pelbagai kelajuan penerbangan, bergantung pada kelajuannya, nilai ini dapat bervariasi dari 3500 hingga 15000. Michael Habib mencadangkan agar pencipta pesawat Martian juga berada dalam jarak ini.

Sistem yang dicadangkan dapat diselesaikan hari ini dengan pelbagai cara. Yang paling elegan adalah pembinaan lekuk dengan mencari titik persimpangan, tetapi yang terpantas dan lebih mudah untuk memasukkan semua data ke dalam program untuk mengira matriks dan menyelesaikannya secara berulang. Saintis Amerika tidak memberikan semua kemungkinan penyelesaian, dengan memusatkan perhatian pada kaedah yang dianggap paling sesuai. Menurut pengiraan ini, panjang "haiwan hipotetis" mestilah 1 meter, jisimnya kira-kira 0.5 kg, dan pemanjangan sayap relatif adalah 8.0.

Untuk alat atau makhluk dengan ukuran ini, bilangan Strouhal adalah 0.31 (hasil yang sangat baik), Re - 13 900 (juga bagus), pekali angkat - 0.5 (hasil yang dapat diterima untuk penerbangan pelayaran). Untuk benar-benar membayangkan alat ini, Khabib membandingkan perkadarannya dengan bahagian bebek. Tetapi pada masa yang sama, penggunaan bahan sintetik yang tidak kaku harus menjadikannya lebih ringan daripada bebek hipotesis dengan ukuran yang sama. Sebagai tambahan, drone ini harus lebih sering mengepakkan sayapnya, jadi di sini adalah wajar untuk membandingkannya dengan midge. Pada masa yang sama, bilangan Re, sebanding dengan kupu-kupu, memungkinkan untuk menilai bahawa untuk waktu yang singkat alat akan mempunyai pekali daya angkat yang tinggi.

Imej
Imej

Untuk bersenang-senang, Michael Habib menunjukkan bahawa mesin terbang hipotesisnya akan berlepas seperti burung atau serangga. Semua orang tahu bahawa haiwan tidak berselerak di landasan, kerana lepas landas mereka menolak sokongan. Untuk ini, burung, seperti serangga, menggunakan anggota badannya, dan kelawar (kemungkinan pterosaurus melakukan ini lebih awal) juga menggunakan sayap mereka sendiri sebagai sistem pendorong. Oleh kerana kekuatan graviti pada Planet Merah sangat kecil, bahkan daya tarikan yang agak kecil cukup untuk lepas landas - di wilayah 4% dari apa yang dapat ditunjukkan oleh pelompat bumi terbaik. Lebih-lebih lagi, jika sistem penolak alat berjaya menambahkan daya, ia akan dapat melepaskan diri tanpa masalah walaupun dari kawah.

Harus diingat bahawa ini adalah gambaran yang sangat kasar dan tidak lebih dari itu. Pada masa ini, terdapat sebilangan besar sebab mengapa kekuatan ruang angkasa belum membuat drone seperti itu. Di antara mereka, seseorang dapat mengetahui masalah penggunaan pesawat di Mars (ia dapat dilakukan dengan bantuan rover), penyelenggaraan dan bekalan kuasa. Ideanya agak sukar dilaksanakan, yang pada akhirnya dapat menjadikannya tidak berkesan atau bahkan tidak dapat dilaksanakan sepenuhnya.

Kapal terbang untuk menjelajah Marikh

Selama 30 tahun, Marikh dan permukaannya telah ditinjau dengan berbagai cara teknikal, ia telah diselidiki oleh satelit yang mengorbit, dan lebih dari 15 jenis pelbagai peranti, kenderaan semua medan yang ajaib dan alat licik lainnya. Diandaikan bahawa tidak lama lagi pesawat robot juga akan dihantar ke Marikh. Sekurang-kurangnya Pusat Sains NASA telah membangunkan projek baru untuk pesawat robotik khas yang dirancang untuk mengkaji Planet Merah. Diandaikan bahawa pesawat tersebut akan mempelajari permukaan Mars dari ketinggian yang setanding dengan permukaan jalan penjelajah Mars.

Imej
Imej

Dengan pertolongan seperti itu, saintis akan menemui jalan keluar untuk sebilangan besar misteri Mars yang belum dijelaskan oleh sains. Kapal angkasa Mars akan dapat melayang di atas permukaan planet pada ketinggian sekitar 1.6 meter dan terbang beratus-ratus meter. Pada masa yang sama, unit ini akan membuat rakaman foto dan video dalam jarak yang berbeza dan mengimbas permukaan Mars pada jarak yang jauh.

Rover harus menggabungkan semua kelebihan peninjau moden, dikalikan dengan potensi untuk menjelajahi jarak dan kawasan yang luas. Kapal angkasa Mars, yang telah menerima sebutan ARES, kini dibuat oleh 250 pakar yang bekerja di pelbagai bidang. Mereka telah membuat prototaip pesawat Martian, yang mempunyai dimensi berikut: lebar sayap 6.5 meter, panjang 5 meter. Untuk pembuatan robot terbang ini, ia dirancang untuk menggunakan bahan karbon polimer paling ringan.

Peranti ini seharusnya dihantar ke Planet Merah dalam keadaan yang sama seperti alat untuk mendarat di permukaan planet. Tujuan utama kapal ini adalah untuk melindungi kapal angkasa dari kesan merosakkan terlalu panas ketika kapsul bersentuhan dengan atmosfer Marikh, dan juga untuk melindungi kapal angkasa semasa mendarat dari kemungkinan kerosakan dan kerosakan mekanikal.

Para saintis merancang untuk melemparkan pesawat ini ke Mars dengan bantuan syarikat penerbangan yang sudah terbukti, namun di sini mereka juga mempunyai idea baru. 12 jam sebelum mendarat di permukaan Planet Merah, peranti akan terpisah dari kapal induk dan pada ketinggian 32 km. Di atas permukaan Marikh, ia akan melepaskan pesawat Martian dari kapsul, setelah itu pesawat Mars akan segera memulakan enjinnya dan, dengan menggunakan sayapnya yang berukuran enam meter, akan memulakan penerbangan autonomi ke atas permukaan planet.

Imej
Imej

Diandaikan bahawa pesawat ARES akan dapat terbang di atas pergunungan Martian, yang sama sekali tidak dapat dijelajahi oleh penduduk bumi dan melakukan penyelidikan yang diperlukan. Peninjau konvensional tidak dapat mendaki gunung, dan satelit sukar membezakan perinciannya. Pada masa yang sama, di pergunungan Marikh, ada zona dengan medan magnet yang kuat, yang sifatnya tidak dapat difahami oleh para saintis. Semasa penerbangan, ARES akan mengambil sampel udara dari atmosfer setiap 3 minit. Ini cukup penting, kerana gas metana ditemui di Marikh, sifat dan sumbernya sama sekali tidak jelas. Di Bumi, metana dihasilkan oleh makhluk hidup, sementara sumber metana di Marikh sama sekali tidak jelas dan masih belum diketahui.

Juga di kapal angkasa ARES Mars mereka akan memasang peralatan untuk mencari air biasa. Para saintis percaya bahawa dengan bantuan ARES mereka akan dapat memperoleh maklumat baru yang akan menjelaskan masa lalu Planet Merah. Penyelidik telah menjuluki projek ARES sebagai program ruang terpendek. Pesawat Mars hanya dapat bertahan di udara selama kira-kira 2 jam sehingga kehabisan bahan bakar. Namun, walaupun dalam jangka masa yang singkat ini, ARES masih dapat menempuh jarak 1500 kilometer di atas permukaan Marikh. Selepas itu, peranti akan mendarat dan dapat terus mengkaji permukaan dan atmosfer Mars.

Disyorkan: