Χώρος

Ένα μελλοντικό ανεμόπτερο είναι το καλύτερο για μελλοντική εξερεύνηση του Άρη.

Τις τελευταίες δεκαετίες ο Μαρς έχει γίνειο πιο μελετημένος πλανήτης στο ηλιακό σύστημα (μετά τη γη). Έλαβε δεκάδες επισκέπτες. Οκτώ αποστολές εργάζονται επί του παρόντος για τον Κόκκινο Πλανήτη. Ο παλαιότερος από αυτούς έφτασε το 2001 - ο ορνιθώνας του Άρη, θα λειτουργήσει μέχρι το 2025. Περισσότερες αποστολές σχεδιάζονται, τόσο από τη NASA όσο και από άλλους διαστημικούς οργανισμούς, για να επιστρέψουν δείγματα από την επιφάνεια του Άρη στη Γη και τελικά να στείλουν τους ανθρώπους εκεί.

Τι θα συμβεί μετά την ευκαιρία; Πιθανότατα, μια φουσκωτή συσκευή που χρησιμοποιεί θερμικές ανοδικές ροές, οι οποίες μπορούν να παραμείνουν στον αέρα. Θα επιτρέψει την ανέξοδη και αποτελεσματική χαρτογράφηση των μη σημειωμένων περιοχών της επιφάνειας του πλανήτη, οι οποίες θα βοηθήσουν στον προγραμματισμό αποστολών προσγείωσης.

Αεροσκάφος για εξερεύνηση του Άρη

Οι νέες αποστολές απαιτούν λεπτομερείς χάρτες επιφανείας. Οι δρομείς του Άρη μπορούν να κάνουν αυτούς τους χάρτες, αλλά να περάσουν λίγα μόνο μέτρα την ημέρα. Ο Opportunity της Mars Rover της NASA ταξίδεψε με εντυπωσιακά 45 χιλιόμετρα κατά τη διάρκεια της αποστολής του, αλλά χρειάστηκε σχεδόν 15 χρόνια.

Ως εκ τούτου, οι πλανητολόγοι αναζητούν τρόπους να εξερευνήσουνη επιφάνεια του πλανήτη είναι πιο ευκίνητη. Μια επιλογή είναι να ξεκινήσει το αεροπλάνο στην ατμόσφαιρα του Άρη με έναν κινητήρα ικανό να τον υποστηρίξει στον αέρα. Μια τέτοια αποστολή θα μπορεί να καλύψει τεράστιες αποστάσεις, αλλά θα κοστίσει πολύ - από 350 εκατομμύρια δολάρια.

Μια φθηνότερη προσέγγιση θα ήταν νανα στείλετε μια μεγαλύτερη αποστολή. Έτσι, μια άλλη ιδέα είναι να στείλετε ένα rover με quadcopter που μπορεί να εξερευνήσει κοντινό περιβάλλον. Αλλά τέτοιες πτήσεις θα είναι περιορισμένες και σύντομες.

Αυτό που χρειάζεται είναι μια μεταφορά που είναι αρκετά μικρή ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να πετύχει μια άλλη αποστολή και ταυτόχρονα να ταξιδέψει σε μεγάλες αποστάσεις.

Την άλλη μέρα ο Adrien Buskela, ο Aman Chandra και οι συνάδελφοί τουςαπό το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, δήλωσαν ότι έχουν αναπτύξει ακριβώς μια τέτοια αποστολή. Η ιδέα τους είναι να ξεκινήσουν ένα ανεμόπτερο χωρίς ισχύ στην ατμόσφαιρα του Άρη και να το διατηρήσουν σε κίνηση με τη βοήθεια θερμαινόμενων ρευμάτων - ανερχόμενων στηλών θερμού αέρα. Το ανεμόπτερο θα είναι φουσκωτό και θα μπορεί να ανεβαίνει σε μικρό όγκο ώστε να μπορεί να μεταφερθεί ως ωφέλιμο φορτίο κατά την εκτέλεση πιο σοβαρών αποστολών στον Άρη.

Αλλά πρώτα, λίγο φόντο. Το διαστημικό σκάφος, το οποίο βρίσκεται σήμερα στην τροχιά του Άρη, είναι ικανό να τραβήξει φωτογραφίες με ανάλυση 30 εκατοστομέτρων ανά εικονοστοιχείο. Οι πλανητολόγοι συλλέγουν βαθμιαία χάρτη υψηλής ανάλυσης της επιφάνειας του Άρη από αυτούς.

Ωστόσο, χρειάζονται ακόμα καλύτερες φωτογραφίες,να προγραμματίσουν μελλοντικές αποστολές προσγείωσης. Μέχρι σήμερα, τα περισσότερα οχήματα εκφορτώθηκαν σε σχετικά επίπεδες πεδιάδες, όπου η πιθανότητα σύγκρουσης με ογκόλιθο ή κρατήρα ήταν μικρή. Αυτές οι περιοχές είναι συνήθως λιγότερο ενδιαφέρουσες από επιστημονική άποψη. Αντ 'αυτού, οι πλανητικοί γεωλόγοι θα ήθελαν να επισκεφθούν τις κοιλάδες και τις κορυφογραμμές που σχηματίζονται από το νερό. Μια ασφαλής προσγείωση σε τέτοια σημεία απαιτεί συσκευές απεικόνισης για την ακριβή εμφάνιση μικρών λίθων και κρατήρων που μπορεί να βλάψουν τη συσκευή κατά την επαφή.

Οι ενότητες προσγείωσης παρέχουν αυτό το επίπεδολεπτομέρειες, επειδή μπορούν να τραβήξουν φωτογραφίες με ανάλυση 1 εκατοστό ανά pixel σε μια περιοχή 100 μέτρων γύρω τους. Αλλά δεν είναι σε θέση να ταξιδέψουν στις μεγάλες αποστάσεις που είναι απαραίτητες για να φτάσουν σε περιοχές ενδιαφέροντος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι επιστήμονες έστρεψαν την προσοχή τους στις μηχανές που πετούν

Η πτήση στον Άρη είναι ένα περίπλοκο πράγμα. Αν και η βαρύτητα είναι χαμηλή, μόνο το ένα τρίτο της γης, η ατμόσφαιρα της Γης είναι εκατό φορές πιο πυκνή. Είναι πολύ δύσκολο να δημιουργηθεί.

Τα πτερύγια ενός νέου ανεμοπλάνου πρέπει να είναι μεγάλασε σχέση με το βάρος του. Το ανεμόπτερο θα φέρει κάμερα 5 megapixel, ραδιοεπικοινωνίες, ενσωματωμένο υπολογιστή και αρκετούς ηλιακούς συλλέκτες με μπαταρίες για να συγκεντρώνουν ενέργεια κατά τη διάρκεια της ημέρας και να παραμένουν σε λειτουργία το βράδυ. Ο Buskela και οι συνεργάτες του υπολόγισαν ότι εκτός από τα φουσκωτά φτερά και το τιμόνι, το ανεμόπτερο θα φέρει 5 κιλά - τη μάζα του χρυσού αετού.

Τότε το έκαναν για να το υπολογίσουνγια να διατηρηθεί η μάζα αυτή, τα πτερύγια χρειάζονται ένα εύρος περίπου 6 μέτρων και η μονάδα θα μπορεί να πετάξει με ταχύτητα 100 μέτρων ανά δευτερόλεπτο. Για λόγους σύγκρισης, οι χρυσικοί αετοί στη Γη μπορούν να σχεδιάσουν με εύρος πτερυγίων 2 μέτρων όταν πετούν με ταχύτητα 15 μέτρων ανά δευτερόλεπτο.

Το ανεμόπτερο θα αναπτυχθεί κατά τη διάρκεια της κύριας αποστολής.στην είσοδο της ατμόσφαιρας του Άρη και αποσυνδέστε το από το κύριο φορτίο σε ύψος περίπου 2 χιλιομέτρων. Η γεννήτρια αζώτου θα διογκωθεί και θα δημιουργήσει πίεση στο ανεμόπτερο σε λιγότερο από 10 δευτερόλεπτα και τα φτερά της θα καταστούν στερεά σε περίπου μία ώρα, υπό την επίδραση του ηλιακού φωτός του Άρη.

Φουσκωτές τεχνολογίες όπως αυτές έχουν ήδη δοκιμαστεί.σε mars. Τόσο η υπομονάδα του Mars Pathfinder όσο και οι δρομείς του Mars MER στηρίχτηκαν σε αερόσακους, οι οποίοι διογκώνονταν καθώς έπεφταν στην ατμόσφαιρα και στη συνέχεια μετριάζουν τις επιπτώσεις στο έδαφος. Επίσης αναπτύχθηκαν για μικρούς δορυφόρους επικοινωνιών.

Ένα σημαντικό μέρος της αποστολής θα είναι η αυτόνομη ικανότηταχρησιμοποιήστε upflows στην ατμόσφαιρα του Άρη. Τέτοια συστήματα στη Γη έχουν αποδείξει την ικανότητα να παραμείνουν στη ζωή επί εβδομάδες ή μήνες.

Αν ο Άρης έχει ένα προφίλ ανέμου όπωςΓη, δηλαδή, αλλάζοντας την ταχύτητα και το ύψος του ανέμου, τότε οι προσεγγίσεις της γης θα δουλέψουν στον Κόκκινο Πλανήτη. Οι επιστήμονες έχουν ήδη πραγματοποιήσει μια αριθμητική προσομοίωση αυτών των τύπων πτήσεων στον Άρη.

Αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι αυτόνομοη πτήση θα είναι σε θέση να διατηρήσει το ανεμόπτερο επί μακρό χρονικό διάστημα, υπό την προϋπόθεση ότι θα υπάρξει μια αρκετά μεγάλη αλλαγή στην ταχύτητα και το ύψος του ανέμου. Το μόνο ερώτημα είναι εάν το ανεμόπτερο μπορεί να κρατήσει τον Άρη για ένα χρόνο.

Ωστόσο, ακόμα και μερικές ώρες πτήσης μπορούνδημιουργούν πολύτιμα δεδομένα. Η φωτογραφική μηχανή επί του σκάφους θα πρέπει να έχει ανάλυση επιφάνειας 10 εκατοστών και με ταχύτητα 100 μέτρων ανά δευτερόλεπτο το ανεμόπτερο μπορεί να πετάξει πολλές εκατοντάδες χιλιόμετρα. Θα στείλει τις εικόνες σε ένα σταθμό που μοιάζει με το Mars Reconnaissance Orbiter, ο οποίος στη συνέχεια θα τους στείλει στο σπίτι.

Μια τέτοια αποστολή θα μπορούσε να ρίξει φως σε μια σειρά από μακροχρόνιατα μυστήρια του Άρη. Ένα από αυτά - οι μυστηριώδεις γραμμές στις πλαγιές του Άρη, οι οποίες εμφανίζονται κατά τη διάρκεια του θερμότητας και την έναρξη του καλοκαιριού. Πιστεύεται ότι αυτά είναι ρέματα αλμυρού νερού, αλλά απαιτούνται καλύτερες παρατηρήσεις.

Το ανεμόπτερο θα μπορούσε επίσης να εντοπίσει πιθανούς χώρους προσγείωσης για μελλοντικές αποστολές. Χάρη στην ταχύτητα εξερεύνησης της επιφάνειας, θα μπορούσε να κάνει έναν χάρτη σε ένα επιταχυνόμενο ρυθμό.

Αυτό που η μηχανική ομάδα δεν διαθέτει είναιΗ γεύση του Χόλιγουντ. Οι πιο επιτυχημένες αποστολές ήταν πάντα αυτές που παράγουν τα πιο εικονικά έργα ζωγραφικής. Neil Armstrong, που στέκεται δίπλα στην αμερικανική σημαία στην επιφάνεια της Σελήνης, ή την αστέρι ταξιδιώτη Ilona Mask, που κάθεται πίσω από το τιμόνι ενός Tesla, που πετά μακριά από τη Γη. Τέτοιες εικόνες παίζουν σημαντικό ρόλο στην αντίληψη του κοινού.

Το αεροπλάνο χρειάζεται μια ευρυγώνια κάμερα στην ουρά, η οποία θα στείλει εικόνες στη Γη. Τι νομίζετε ότι αξίζει τον κόπο; Πείτε μας στο chat μας στο Telegram.