נכון לעכשיו, פני השטח של מאדים נחקרים באמצעות תחנות מסלוליות מיוחדות, כמו גם מודולים נייחים או רוברים בתנועה איטית. קיים פער די גדול בין רכבי המחקר הללו, שיכולים להתמלא על ידי כלי טיס שונים. נראה מדוע מכשירים מלאכותיים שנוצרו על ידי האדם עדיין אינם עפים על פני הכוכב האדום? התשובה לשאלה זו מונחת על פני השטח (בכל המובנים), צפיפות האטמוספירה של מאדים היא רק 1.6% מצפיפות האטמוספירה של כדור הארץ מעל פני הים, מה שאומר בתורו שמטוסים על מאדים יצטרכו לטוס ב במהירות גבוהה מאוד כדי לא ליפול.
האטמוספירה של מאדים נדירה מאוד, מסיבה זו מטוסים המשמשים בני אדם בעת תנועה באטמוספירה של כדור הארץ כמעט ואינם מתאימים לשימוש באטמוספירה של כוכב הלכת האדום. יחד עם זאת, למרבה ההפתעה, הציע הפליאונטולוג האמריקאי מייקל חביב מוצא מהמצב הנוכחי עם כלי טיסה עתידיים של מאדים. לדברי הפליאונטולוג, פרפרים יבשתיים רגילים או ציפורים קטנות יכולים להפוך לאב טיפוס מצוין של מכשירים המסוגלים לעוף באווירת המאדים. מייקל חביב סבור כי על ידי יצירה מחדש של יצורים כאלה, הגדלת גודלם, בתנאי שהפרופורציות שלהם יישמרו, האנושות תוכל להשיג מכשירים המתאימים לטיסות באטמוספירה של כוכב הלכת האדום.
נציגי כוכב הלכת שלנו כמו פרפרים או יונקי דבש יכולים לעוף באטמוספירה עם צמיגות נמוכה, כלומר באותה אטמוספירה כמו על פני השטח של מאדים. לכן הם יכולים לשמש דוגמניות טובות מאוד ליצירת דגמים עתידיים של מטוסים המתאימים לכיבוש אווירת המאדים. ניתן לחשב את המידות המרביות של מכשירים כאלה באמצעות המשוואה של המדען האנגלי קולין פניסביק מבריסטול. עם זאת, עדיין יש להכיר בבעיות העיקריות כסוגיות הקשורות לתחזוקה של מטוסים כאלה על מאדים במרחק מאנשים ובהיעדרם על פני השטח.
ההתנהגות של כל בעלי החיים הצפים והמעופפים (כמו גם מכונות) יכולה להתבטא במספר ריינולדס (Re): לשם כך עליך להכפיל את מהירות הנוסע (או השחיין), האורך האופייני (למשל, ההידראולי קוטר, אם אנחנו מדברים על הנהר) ועל נוזל הצפיפות (גז), והתוצאה המתקבלת כתוצאה מכפל מתחלקת בצמיגות הדינאמית. התוצאה היא היחס בין כוחות האינרציה לכוחות צמיגים. מטוס רגיל מסוגל לטוס במספר Re גבוה (אינרציה גבוהה מאוד ביחס לצמיגות האוויר). עם זאת, ישנם בעלי חיים בכדור הארץ ש"מספיקים "למספר קטן יחסית של Re. אלה ציפורים או חרקים זעירים: חלקם כה קטנים עד שלמעשה הם אינם עפים, אלא צפים באוויר.
הפליאונטולוג מייקל חביב, בהתחשב בכך, הציע לקחת כל אחת מהבעלי החיים או החרקים האלה, ולהגדיל את כל הפרופורציות. כך שניתן יהיה להשיג מטוס המותאם לאווירת המאדים, ולא דורש מהירות טיסה גבוהה. השאלה כולה היא, באיזה גודל ניתן להגדיל פרפר או ציפור? כאן נכנסת משוואת קולין פניסוויק.עוד בשנת 2008, מדען זה הציע אומדן לפיו תדירות התנודות יכולה להשתנות בטווח שנוצר על ידי המספרים הבאים: מסת גוף (גוף) - עד 3/8 מעלות, אורך - ל -23/24 תואר, שטח כנף - עד לרמה - 1/3, התאוצה עקב כוח הכבידה היא 1/2, צפיפות הנוזל -3/8.
זה די נוח לחישובים, שכן ניתן לבצע תיקונים שיתאימו לצפיפות האוויר וכוח הכבידה על מאדים. במקרה זה יהיה צורך גם לדעת האם אנו "יוצרים" במערבולות שימוש נכון בכנפיים. למרבה המזל, יש כאן גם נוסחה מתאימה, המתבטאת במספר Strouhal. מספר זה מחושב במקרה זה כתוצר התדירות והמשרעת של הרטט, מחולק במהירות. ערכו של מחוון זה יגביל מאוד את מהירות הרכב במצב טיסת שייט.
הערך של מחוון זה לרכב מאדים חייב להיות בין 0.2 ל -0.4, על מנת להתאים למשוואת פניסוויק. במקרה זה, בסופו של דבר, יהיה צורך להביא את מספר ריינולדס (Re) למרווח שיתאים לחרק מעופף גדול. לדוגמה, בין עש נץ די נחקר: Re ידוע במהירויות טיסה שונות, בהתאם למהירות, ערך זה יכול להשתנות בין 3500 ל- 15000. מייקל חביב מציע ליוצרי המטוס המאדים לשמור גם על טווח זה.
המערכת המוצעת ניתנת לפתרון היום בדרכים שונות. האלגנטית מביניהן היא בניית עקומות עם מציאת נקודות החיתוך, אך המהירה והקלה בהרבה להכניס את כל הנתונים לתוכנית לחישוב מטריצות ולפתורן באופן איטרטיבי. המדען האמריקאי אינו נותן את כל הפתרונות האפשריים, תוך התמקדות בזו שלדעתו המתאימה ביותר. על פי חישובים אלה, אורך "החיה ההיפותטית" צריך להיות 1 מטר, המסה היא בערך 0.5 ק"ג, והתארכות הכנפיים היחסית היא 8.0.
עבור מכשיר או יצור בגודל כזה, מספר Strouhal יהיה 0.31 (תוצאה טובה מאוד), Re - 13 900 (גם טוב), מקדם הרמה - 0.5 (תוצאה מקובלת לטיסת שייט). בכדי לדמיין באמת את המנגנון הזה, השווה חביב את הפרופורציות שלו עם פרופורציות של ברווז. אך יחד עם זאת, השימוש בחומרים סינתטיים לא קשיחים אמור להפוך אותו לקל עוד יותר מאשר ברווז היפותטי באותו גודל. בנוסף, המזל ט הזה יצטרך לנפנף בכנפיו בתדירות גבוהה יותר, כך שכאן יהיה ראוי להשוות אותו עם אמצע. יחד עם זאת, מספר Re, הדומה לזה של פרפרים, מאפשר לשפוט כי לתקופה קצרה יהיה למכשיר הרמה גבוה יותר.
בשביל הכיף, מייקל חביב מציע שמכונת הטיסה ההיפותטית שלו תמריא כמו ציפור או חרק. כולם יודעים שבעלי חיים לא מתפזרים לאורך המסלול, להמראה הם דוחפים את התמיכה. לשם כך, ציפורים, כמו חרקים, משתמשים בגפיים ובעטלפים (סביר שפטרוזאורים עשו זאת קודם לכן) השתמשו גם בכנפיים שלהם כמערכת דחיפה. בשל העובדה שכוח הכבידה על הכוכב האדום קטן מאוד, אפילו דחיפה קטנה יחסית מספיקה להמראה - באזור של 4% ממה שהקופצים הטובים ביותר בכדור הארץ יכולים להוכיח. יתר על כן, אם מערכת הדוחפים של המכשיר תצליח להוסיף כוח, היא תוכל להמריא ללא בעיות אפילו ממכתשים.
יש לציין שמדובר בהמחשה גסה מאוד ותו לא. נכון לעכשיו, ישנן מספר רב של סיבות מדוע מעצמות החלל עדיין לא יצרו מל טים כאלה. ביניהם אפשר לייחד את הבעיה של פריסת מטוס על מאדים (אפשר לעשות זאת בעזרת רובר), תחזוקה ואספקת חשמל. הרעיון די קשה ליישום, מה שבסופו של דבר עלול להפוך אותו לא יעיל או אפילו בלתי אפשרי לחלוטין.
מטוס לחקור את מאדים
במשך 30 שנה, מאדים ופני השטח שלו נחקרו במגוון רחב של אמצעים טכניים, הם נחקרו על ידי לוויינים המקיפים, ויותר מ -15 סוגים של מכשירים שונים, כלי שטח מופלאים והתקנים ערמומיים אחרים. ההנחה היא שבקרוב יישלח גם מטוס רובוט למאדים. לפחות מרכז המדע של נאס א כבר פיתח פרויקט חדש למטוס רובוטי מיוחד שנועד לחקור את הכוכב האדום. ההנחה היא שהמטוס ילמד את פני השטח של מאדים מגובה דומה לזה של רובדי החקר מאדים.
בעזרת רובר כזה מדענים יגלו את הפתרון למספר רב של תעלומות של מאדים שטרם הוסברו על ידי המדע. חללית מאדים תוכל לרחף מעל פני כדור הארץ בגובה של כ -1.6 מטר ולעוף מאות רבות של מטרים. במקביל, יחידה זו תעשה צילומי ווידאו והקלטות בטווחים שונים ותסרוק את פני מאדים מרחוק.
הרובר צריך לשלב את כל היתרונות של רוברים מודרניים, כפול הפוטנציאל לחקור מרחקים ואזורים עצומים. החללית מאדים, שכבר קיבלה את הכינוי ARES, נוצרת בימים אלה על ידי 250 מומחים הפועלים בתחומים שונים. הם כבר יצרו אב טיפוס של המטוס המאדים, בעל המידות הבאות: מוטת כנפיים של 6.5 מטר, אורך של 5 מטרים. לייצור רובוט מעופף זה, מתוכנן להשתמש בחומר הפחמן הפולימרי הקל ביותר.
מכשיר זה אמור להימסר לכוכב האדום בדיוק באותו מקרה כמו המכשיר לנחיתה על פני כדור הארץ. המטרה העיקרית של גוף זה היא להגן על החללית מפני ההשפעות ההרסניות של התחממות יתר כאשר הקפסולה באה במגע עם האטמוספירה של מאדים, כמו גם להגן על החללית בזמן הנחיתה מפני תקלות ופגיעות מכניות.
מדענים מתכננים לזרוק את המטוס הזה למאדים בעזרת נושאות כבר הוכחות, אולם גם כאן יש להם רעיונות חדשים. 12 שעות לפני הנחיתה על פני הכוכב האדום, המכשיר ייפרד מהמוביל ובגובה של 32 ק מ. מעל פני השטח של מאדים, הוא ישחרר מטוס מאדים מהקפסולה, ולאחר מכן המטוס של מאדים יפעיל מיד את מנועיו, ובפריסת כנפיו באורך שישה מטרים, יתחיל בטיסה אוטונומית מעל פני כדור הארץ.
ההנחה היא שמטוס ה- ARES יוכל לטוס מעל הרי המאדים, שלא נחקרו לחלוטין על ידי בני -אדם ולבצע את המחקר הדרוש. רוברים קונבנציונאליים אינם יכולים לטפס על הרים, ולוויינים מתקשים להבחין בפרטים. יחד עם זאת, בהרי מאדים, ישנם אזורים בעלי שדה מגנטי חזק, שטבעו אינו מובן למדענים. בטיסה, ARES תיקח דגימות אוויר מהאטמוספרה כל 3 דקות. זה די חשוב, שכן גז מתאן נמצא על מאדים, שמטבעו ומקורו אינם ברורים. על פני כדור הארץ, מתאן מיוצר על ידי יצורים חיים, בעוד שמקור המתאן על מאדים אינו ברור לחלוטין ועדיין אינו ידוע.
גם בחללית ARES מאדים הם מתכוונים להתקין ציוד לחיפוש מים רגילים. מדענים מאמינים שבעזרת ARES הם יוכלו להשיג מידע חדש שישפוך אור על עברו של כוכב הלכת האדום. חוקרים כבר כינו את פרויקט ARES לתוכנית החלל הקצרה ביותר. מטוס מאדים יכול להישאר באוויר רק כשעתיים עד שייגמר לו הדלק. עם זאת, גם בפרק זמן קצר זה, ARES עדיין תוכל לכסות את המרחק של 1500 קילומטרים מעל פני השטח של מאדים. לאחר מכן, המכשיר ינחת ויוכל להמשיך וללמוד את פני השטח והאווירה של מאדים.
