Actualment, la superfície de Mart s'està explorant mitjançant estacions orbitals especials, així com mòduls estacionaris o rovers de moviment lent. Hi ha un buit bastant gran entre aquests vehicles de recerca, que podrien omplir diversos avions. Sembla que per què els dispositius artificials creats per l’home encara no sobrevolen la superfície del planeta vermell? La resposta a aquesta pregunta es troba a la superfície (en tots els sentits), la densitat de l’atmosfera de Mart és només l’1,6% de la densitat de l’atmosfera terrestre sobre el nivell del mar, la qual cosa al seu torn significa que els avions de Mart haurien de volar a una velocitat molt alta per tal de no caure.
L'atmosfera de Mart està molt enrarida, per aquest motiu aquells avions que els humans fan servir quan es mouen a l'atmosfera de la Terra pràcticament no són adequats per al seu ús a l'atmosfera del planeta vermell. Al mateix temps, sorprenentment, el paleontòleg nord-americà Michael Habib va proposar una sortida a la situació actual amb futurs vehicles voladors marcians. Segons el paleontòleg, les papallones terrestres o les aus petites poden convertir-se en un excel·lent prototip de dispositius capaços de volar a l’atmosfera marciana. Michael Habib creu que, recreant aquestes criatures, augmentant la seva mida, sempre que es conservin les seves proporcions, la humanitat podrà obtenir dispositius adequats per als vols a l'atmosfera del planeta vermell.
Representants del nostre planeta com les papallones o els colibrís poden volar en una atmosfera amb una viscositat baixa, és a dir, en la mateixa atmosfera que a la superfície de Mart. És per això que poden actuar com a molt bons models per crear futurs models d’avions adequats per conquerir l’atmosfera marciana. Les dimensions màximes d’aquests dispositius es podrien calcular mitjançant l’equació del científic anglès Colin Pennisewick de Bristol. Tot i això, els principals problemes encara s’haurien de reconèixer com a qüestions relacionades amb el manteniment d’aquests avions a Mart a distància de les persones i en absència a la superfície.
El comportament de tots els animals flotants i voladors (així com les màquines) es pot expressar mitjançant el nombre de Reynolds (Re): per a això, cal multiplicar la velocitat del volant (o nedador), la longitud característica (per exemple, la diàmetre, si parlem del riu) i de la densitat líquida (gas), i el resultat obtingut com a resultat de la multiplicació es divideix per la viscositat dinàmica. El resultat és la proporció de forces inercials amb forces viscoses. Un avió ordinari és capaç de volar amb un nombre Re elevat (inèrcia molt elevada en relació amb la viscositat de l'aire). No obstant això, hi ha animals a la Terra que són "suficients" per a un nombre relativament petit de Re. Es tracta d’ocells o insectes diminuts: alguns d’ells són tan petits que, de fet, no volen, sinó que suren a l’aire.
Considerant això, el paleontòleg Michael Habib va suggerir prendre qualsevol d'aquests animals o insectes, augmentant totes les proporcions. Per tant, seria possible obtenir un avió adaptat a l'atmosfera marciana i que no requereixi una velocitat de vol elevada. Tota la pregunta és: fins a quin tamany es podria ampliar una papallona o un ocell? Aquí és on entra l’equació de Colin Pennisewick. El 2008, aquest científic va proposar una estimació segons la qual la freqüència de les oscil·lacions pot variar en el rang format pels següents nombres: massa corporal (cos) - fins a 3/8 graus, longitud - fins a -23/24 grau, zona de les ales - fins al grau - 1/3, l'acceleració per gravetat és 1/2, la densitat del fluid és -3/8.
Això és bastant convenient per als càlculs, ja que es poden fer correccions que es correspondrien amb la densitat de l’aire i la força de gravetat a Mart. En aquest cas, també caldrà saber si "formem" correctament vòrtexs a partir de l'ús de les ales. Afortunadament, aquí també hi ha una fórmula adequada, que s’expressa amb el nombre de Strouhal. Aquest nombre es calcula en aquest cas com el producte de la freqüència i l'amplitud de la vibració, dividit per la velocitat. El valor d’aquest indicador limitarà en gran mesura la velocitat del vehicle en mode de vol creuer.
El valor d’aquest indicador per a un vehicle marcià ha de ser de 0,2 a 0,4 per tal de correspondre a l’equació de Pennisewick. En aquest cas, al final, caldrà portar el número de Reynolds (Re) en un interval que correspondria a un insecte volador gran. Per exemple, entre les arnes de falcons bastant ben estudiades: Re és coneguda per diverses velocitats de vol, segons la velocitat, aquest valor pot variar entre 3500 i 15000. Michael Habib suggereix que els creadors de l'avió marcià també es mantenen dins d'aquest rang.
El sistema proposat es pot resoldre avui de diverses maneres. La més elegant d’elles és la construcció de corbes amb la cerca dels punts d’intersecció, però la més ràpida i fàcil d’introduir totes les dades al programa per calcular matrius i resoldre-les de manera iterativa. El científic nord-americà no dóna totes les solucions possibles, centrant-se en la que considera més adequada. Segons aquests càlculs, la longitud de l '"hipotètic animal" hauria de ser d'1 metre, la massa és d'aproximadament 0,5 kg i l'allargament relatiu de les ales és de 8,0.
Per a un aparell o criatura d'aquesta mida, el nombre Strouhal seria 0,31 (molt bon resultat), Re - 13 900 (també bo), coeficient d'elevació - 0,5 (resultat acceptable per al vol de creuer). Per tal d’imaginar realment aquest aparell, Khabib va comparar les seves proporcions amb proporcions d’ànec. Però, al mateix temps, l’ús de materials sintètics no rígids l’hauria de fer encara més lleuger que un hipotètic ànec de la mateixa mida. A més, aquest dron haurà de batre les ales molt més sovint, de manera que aquí seria adequat comparar-lo amb un mosso. Al mateix temps, el nombre Re, comparable al de les papallones, permet jutjar que durant poc temps l’aparell tindrà un elevat coeficient d’elevació.
Per diversió, Michael Habib suggereix que la seva hipotètica màquina voladora s’enlairarà com un ocell o un insecte. Tothom sap que els animals no s’escampen per la pista, per enlairar-se, treuen el suport. Per a això, els ocells, com els insectes, utilitzen les seves extremitats i els ratpenats (és probable que els pterosaures ho fessin abans) també van utilitzar les seves pròpies ales com a sistema d’empenta. A causa del fet que la força de gravetat al planeta vermell és molt petita, fins i tot amb una empenta relativament petita és suficient per a l'enlairament, a la regió del 4% del que poden demostrar els millors saltadors de terra. A més, si el sistema empenyedor de l’aparell aconsegueix augmentar la potència, serà capaç d’enlairar-se sense problemes fins i tot dels cràters.
Cal tenir en compte que es tracta d’una il·lustració molt crua i res més. Actualment, hi ha una gran quantitat de motius pels quals les potències espacials encara no han creat aquests drons. Entre ells, es pot destacar el problema del desplegament d’un avió a Mart (es pot fer amb l’ajut d’un rover), el manteniment i l’alimentació. La idea és bastant difícil d’implementar, cosa que al final la pot fer ineficaç o fins i tot completament impracticable.
Avió per explorar Mart
Durant 30 anys, Mart i la seva superfície han estat inspeccionats per una gran varietat de mitjans tècnics, ha estat investigada per satèl·lits en òrbita i més de 15 tipus de dispositius diversos, vehicles tot terreny miraculosos i altres dispositius astuts. Se suposa que aviat també s’enviarà un avió robot a Mart. Almenys el Centre de Ciències de la NASA ja ha desenvolupat un nou projecte per a un avió robòtic especial dissenyat per estudiar el planeta vermell. Se suposa que l'avió estudiarà la superfície de Mart des d'una altura comparable a la dels exploradors marians.
Amb l’ajut d’aquest explorador, els científics descobriran la solució a un gran nombre de misteris de Mart que encara no han estat explicats per la ciència. La sonda espacial Mart podrà planar per sobre de la superfície del planeta a una altitud d’uns 1,6 metres i volar molts centenars de metres. Al mateix temps, aquesta unitat farà la gravació de fotos i vídeos en diferents rangs i escanejarà la superfície de Mart a distància.
El rover hauria de combinar tots els avantatges dels rovers moderns, multiplicat pel potencial d’explorar grans distàncies i zones. La sonda espacial Mars, que ja ha rebut la designació ARES, està sent creada actualment per 250 especialistes que treballen en diversos camps. Ja han creat un prototipus del pla marcià, que té les dimensions següents: una envergadura de 6,5 metres, una longitud de 5 metres. Per a la fabricació d'aquest robot volador, està previst utilitzar el material de carboni polímer més lleuger.
Se suposa que aquest dispositiu es lliurarà al planeta vermell exactament en el mateix cas que el dispositiu per aterrar a la superfície del planeta. L’objectiu principal d’aquest casc és protegir la nau espacial dels efectes destructius del sobreescalfament quan la càpsula entra en contacte amb l’atmosfera de Mart, així com protegir la nau espacial durant l’aterratge de possibles avaries i danys mecànics.
Els científics planegen llançar aquest avió a Mart amb l'ajut de portadors ja provats, però aquí també tenen noves idees. 12 hores abans d’aterrar a la superfície del planeta vermell, el dispositiu es separarà del portador i a una altitud de 32 km. Per sobre de la superfície de Mart, alliberarà un pla marcià de la càpsula, després del qual l’avió de Mart engegarà immediatament els motors i, desplegant les ales de sis metres, començarà un vol autònom sobre la superfície del planeta.
Se suposa que l'avió ARES podrà sobrevolar les muntanyes marcianes, que són totalment inexplorades pels terrestres i dur a terme la investigació necessària. Els rover convencionals no poden pujar muntanyes i als satèl·lits els costa distingir els detalls. Al mateix temps, a les muntanyes de Mart, hi ha zones amb un fort camp magnètic, la naturalesa del qual és incomprensible per als científics. En vol, ARES agafarà mostres d’aire de l’atmosfera cada 3 minuts. Això és força important, ja que a Mart es va trobar gas metà, la naturalesa i la font del qual no estan absolutament clares. A la Terra, el metà és produït pels éssers vius, mentre que la font de metà a Mart és completament poc clara i encara desconeguda.
També a la sonda espacial ARES Mars instal·laran equips per buscar aigua normal. Els científics creuen que amb l’ajut d’ARES podran obtenir nova informació que aporti llum sobre el passat del planeta vermell. Els investigadors ja han batejat el projecte ARES com el programa espacial més curt. Un avió de Mart només pot romandre a l’aire durant unes 2 hores fins que s’acabi el combustible. Tot i això, fins i tot en aquest curt període de temps, ARES encara podrà cobrir la distància de 1500 quilòmetres sobre la superfície de Mart. Després, el dispositiu aterrarà i podrà continuar estudiant la superfície i l'atmosfera de Mart.
