Praegu uuritakse Marsi pinda spetsiaalsete orbitaaljaamade, aga ka statsionaarsete moodulite või aeglaselt liikuvate roverite abil. Nende uurimissõidukite vahel on üsna suur tühimik, mida saaks täita erinevate lennukitega. Tundub, miks inimese loodud kunstlikud seadmed ikka veel üle Punase planeedi pinna ei lenda? Vastus sellele küsimusele peitub pinnal (igas mõttes), Marsi atmosfääri tihedus on vaid 1,6% Maa atmosfääri tihedusest merepinnast kõrgemal, mis omakorda tähendab, et Marsi lennukid peaksid lendama väga suur kiirus, et mitte kukkuda.
Marsi atmosfäär on väga haruldane, sel põhjusel ei sobi need lennukid, mida inimesed kasutavad Maa atmosfääris liikudes, praktiliselt mingil juhul kasutamiseks Punase planeedi atmosfääris. Üllatuslikult pakkus Ameerika paleontoloog Michael Habib välja tulevaste Marsi lendavate sõidukitega väljapääsu praegusest olukorrast. Paleontoloogi sõnul võivad tavalised maapealsed liblikad või väikesed linnud saada suurepäraseks prototüübiks seadmetest, mis on võimelised Marsi atmosfääris lendama. Michael Habib usub, et selliseid olendeid uuesti luues, nende suurust suurendades, tingimusel et nende proportsioonid säilivad, on inimkonnal võimalik saada Punase planeedi atmosfääris lendamiseks sobivaid seadmeid.
Meie planeedi esindajad nagu liblikad või koolibrid võivad lennata madala viskoossusega atmosfääris, see tähendab samas atmosfääris nagu Marsi pinnal. Seetõttu võivad nad toimida väga heade mudelitena Marsi atmosfääri vallutamiseks sobivate tulevaste lennukimudelite loomisel. Selliste seadmete maksimaalseid mõõtmeid saab arvutada inglise teadlase Colin Pennisewicki võrrandi abil Bristolist. Põhiprobleeme tuleks siiski tunnistada probleemidena, mis on seotud selliste lennukite hooldamisega Marsil inimestest eemal ja nende puudumisel pinnal.
Kõigi ujuvate ja lendavate loomade (aga ka masinate) käitumist saab väljendada Reynoldsi arvuga (Re): selleks peate korrutama lendaja (või ujuja) kiiruse, iseloomuliku pikkuse (näiteks hüdrauliline) läbimõõt, kui me räägime jõest) ja tihedusvedelik (gaas) ning korrutamise tulemusena saadud tulemus jagatakse dünaamilise viskoossusega. Tulemuseks on inertsijõudude ja viskoossete jõudude suhe. Tavaline lennuk on võimeline lendama suure Re arvuga (õhu viskoossuse suhtes väga suur inerts). Siiski on Maal loomi, kellest piisab suhteliselt väikese arvu Re jaoks. Need on pisikesed linnud või putukad: mõned neist on nii väikesed, et tegelikult nad ei lenda, vaid hõljuvad õhus.
Paleontoloog Michael Habib soovitas seda arvesse võttes võtta ükskõik millise neist loomadest või putukatest, suurendades kõiki proportsioone. Seega oleks võimalik hankida lennuk, mis oleks kohandatud Marsi atmosfääriga ja ei nõuaks suurt lennukiirust. Kogu küsimus on selles, kui suureks võiks liblikat või lindu suurendada? Siit tuleb Colin Pennisewicki võrrand. See teadlane pakkus 2008. aastal välja hinnangu, mille kohaselt võnkumiste sagedus võib varieeruda vahemikus, mis moodustub järgmistest arvudest: kehamass (keha) - 3/8 kraadi, pikkus - kuni -23/24 kraad, tiiva pindala - kraadini - 1/3, raskusjõust tingitud kiirendus 1/2, vedeliku tihedus -3/8.
See on arvutuste jaoks üsna mugav, kuna saab teha parandusi, mis vastaksid Marsi õhutihedusele ja raskusjõule. Sel juhul on vaja teada ka seda, kas tiibade kasutamisest keeriseid õigesti "vormime". Õnneks on siin ka sobiv valem, mida väljendab Strouhali number. See arv arvutatakse sel juhul vibratsiooni sageduse ja amplituudi korrutisena, jagatuna kiirusega. Selle indikaatori väärtus piirab oluliselt sõiduki kiirust kruiisilennu režiimis.
Selle indikaatori väärtus Marsi sõiduki puhul peab olema vahemikus 0,2 kuni 0,4, et see vastaks Pennisewicki võrrandile. Sel juhul on lõpus vaja viia Reynoldsi arv (Re) intervalli, mis vastaks suurele lendavale putukale. Näiteks üsna hästi uuritud kullmuttide seas: Re on tuntud erinevate lennukiiruste poolest, sõltuvalt kiirusest võib see väärtus varieeruda vahemikus 3500 kuni 15000. Michael Habib soovitab, et ka Marsi lennuki loojad jääksid sellesse vahemikku.
Kavandatud süsteemi saab täna lahendada mitmel viisil. Kõige elegantsem neist on kõverate konstrueerimine koos ristumispunktide leidmisega, kuid kiireim ja palju lihtsam kõigi andmete sisestamiseks maatriksite arvutamise programmi ja iteratiivseks lahendamiseks. Ameerika teadlane ei anna kõiki võimalikke lahendusi, keskendudes sellele, mida ta peab kõige sobivamaks. Nende arvutuste kohaselt peaks "hüpoteetilise looma" pikkus olema 1 meeter, mass umbes 0,5 kg ja tiiva suhteline pikenemine 8,0.
Sellise suurusega aparaadi või olendi puhul oleks Strouhali arv 0,31 (väga hea tulemus), Re - 13 900 (samuti hea), tõstekoefitsient - 0,5 (kruiisilendu jaoks vastuvõetav tulemus). Et seda aparaati tõesti ette kujutada, võrdles Khabib oma proportsioone pardi proportsioonidega. Kuid samal ajal peaks mittejäikade sünteetiliste materjalide kasutamine muutma selle isegi kergemaks kui sama suurusega hüpoteetiline part. Lisaks peab see droon tiibu palju sagedamini klappima, nii et siin oleks asjakohane võrrelda seda kestaga. Samal ajal võimaldab liblikatega võrreldav Re -arv otsustada, et lühikese aja jooksul on aparaadil kõrge tõstekoefitsient.
Lõbu pärast soovitab Michael Habib, et tema hüpoteetiline lendav masin tõuseb õhku nagu lind või putukas. Kõik teavad, et loomad mööda lennurada laiali ei lähe, stardiks lükkavad nad toe maha. Selleks kasutavad linnud nagu putukad oma jäsemeid ja nahkhiired (tõenäoliselt tegid seda pterosaurused varem) tõukesüsteemina ka oma tiibu. Tulenevalt asjaolust, et Punase planeedi raskusjõud on väga väike, piisab õhkutõusmiseks isegi suhteliselt väikesest tõukest - umbes 4% sellest, mida parimad maahüppajad suudavad näidata. Veelgi enam, kui aparaadi tõukesüsteem suudab võimsust lisada, suudab see ilma kraatriteta probleemideta õhku tõusta.
Tuleb märkida, et see on väga toore illustratsioon ja ei midagi enamat. Praegu on suur hulk põhjuseid, miks kosmosejõud pole selliseid droone veel loonud. Nende hulgas võib välja tuua lennuki Marsile paigutamise probleemi (seda saab teha roveri abil), hoolduse ja toiteallika. Ideed on üsna raske ellu viia, mis võib lõpuks muuta selle ebaefektiivseks või isegi täiesti teostamatuks.
Lennuk Marsi uurimiseks
30 aasta jooksul on Marsi ja selle pinda uuritud väga erinevate tehniliste vahenditega, seda on uuritud orbiidil olevate satelliitide abil ning rohkem kui 15 erinevat tüüpi seadet, imelisi maastikusõidukeid ja muid kavalaid seadmeid. Eeldatakse, et peagi saadetakse Marsile ka robotlennuk. Vähemalt on NASA teaduskeskus juba välja töötanud uue projekti spetsiaalse robotlennuki jaoks, mis on mõeldud Punase planeedi uurimiseks. Eeldatakse, et õhusõiduk uurib Marsi pinda Marsi uurimismatkajatega võrreldavalt kõrguselt.
Sellise roveri abil avastavad teadlased lahenduse suurele hulgale Marsi saladustele, mida teadus pole veel selgitanud. Marsi kosmoselaev suudab hõljuda planeedi pinna kohal umbes 1,6 meetri kõrgusel ja lennata mitusada meetrit. Samal ajal teeb see seade foto- ja videosalvestusi erinevates vahemikes ning skaneerib Marsi pinda eemalt.
Rover peaks ühendama kõik kaasaegsete roverite eelised, korrutatuna võimalusega uurida suuri vahemaid ja alasid. Kosmoselaeva Mars, mis on juba saanud tähise ARES, loovad praegu 250 erinevates valdkondades töötavat spetsialisti. Nad on juba loonud Marsi lennuki prototüübi, millel on järgmised mõõtmed: tiivaulatus 6,5 meetrit, pikkus 5 meetrit. Selle lendava roboti valmistamiseks on kavas kasutada kergeimat polümeerist süsinikmaterjali.
See seade peaks Punasele planeedile toimetama täpselt samal juhul kui seade planeedi pinnale maandumiseks. Selle kere põhieesmärk on kaitsta kosmoseaparaati ülekuumenemise hävitava mõju eest, kui kapsel puutub kokku Marsi atmosfääriga, samuti kaitsta kosmoseaparaati maandumise ajal võimalike rikete ja mehaaniliste kahjustuste eest.
Teadlased kavatsevad selle lennuki Marsile visata juba tõestatud kandjate abil, kuid ka siin on neil uusi ideid. 12 tundi enne maandumist Punase planeedi pinnale eraldub seade kandjast ja 32 km kõrgusel. Marsi pinna kohal vabastab see kapslist Marsi lennuki, misjärel Marsi lennuk käivitab kohe oma mootorid ja alustab oma kuuemeetriste tiibade abil autonoomset lendu üle planeedi pinna.
Eeldatakse, et lennuk ARES suudab lennata üle Marsi mägede, mida maaelanikud on täiesti uurimata, ja viia läbi vajalikud uuringud. Tavalised roverid ei saa mägedesse ronida ja satelliitidel on raske detaile eristada. Samal ajal on Marsi mägedes tugeva magnetväljaga tsoonid, mille olemus on teadlastele arusaamatu. Lennu ajal võtab ARES iga 3 minuti järel atmosfäärist õhuproove. See on üsna oluline, kuna Marsilt leiti metaangaasi, mille olemus ja allikas pole absoluutselt selged. Maal toodavad metaani elusolendid, samas kui Marsi metaani allikas on täiesti ebaselge ja siiani teadmata.
Samuti kavatsevad nad ARES Marsi kosmoselaevale paigaldada seadmeid tavalise vee otsimiseks. Teadlased usuvad, et ARESi abil on neil võimalik saada uut teavet, mis heidab valgust Punase planeedi minevikule. Teadlased on juba nimetanud projekti ARES lühimaks kosmoseprogrammiks. Marsi lennuk võib õhus püsida vaid umbes 2 tundi, kuni kütus otsa saab. Kuid isegi selle lühikese aja jooksul suudab ARES ikkagi läbida 1500 kilomeetri kauguse Marsi pinnast. Pärast seda maandub seade ja saab jätkata Marsi pinna ja atmosfääri uurimist.
