Pređi na sadržaj

Vazduhoplovstvo na Marsu

S Vikipedije, slobodne enciklopedije
Indžinuiti je jedina letelica i prvi helikopter koji je leteo na Marsu.
Prva vazdušna slika Marsa u boji iz Indžinuitija

Vazduhoplovstvo na Marsu opisuje aktivnosti u vezi sa mehaničkim letovima izvedenim na planeti Mars i istraživanjem atmosfere Marsa. Od pedesetih godina 20. veka postoje planovi za slanje letelica na Mars.

Prvi let na Mars dogodio se 19. aprila 2021. godine, kada je helikopter Indžinuiti poleteo na samo 3 metra iznad zemlje i trajao 30 sekundi u vazduhu. [1]

Pozadina

[uredi | uredi izvor]

Budući da je atmosfera Marsa na površini gusta poput Zemlje samo oko 1⁄100, [2] avionima je mnogo teže da naprave poletanje, poteškoća koja je delimično nadoknađena nižom gravitacijom Marsa (oko trećine Zemlja). Uspon sa površine Marsa opisan je kao ekvivalent letenja na 30.000 m iznad Zemlje, nadmorske visine.

Atmosfera Marsa je hladnija od Zemlje. Zahvaljujući većoj udaljenosti od Sunca, Mars prima manje sunčeve energije i ima nižu efektivnu temperaturu, koja iznosi oko 210 K (-63 °C ). [3] Prosečna temperatura površinske emisije Marsa je samo 215 K (-58 °C), što je uporedivo sa kopnenom Antarktikom . [4] Slabiji efekat staklene bašte u atmosferi Marsa (5 °C, za razliku od 33 °C na Zemlji) može se objasniti malom obiljem ostalih gasova sa efektom staklene bašte. Dnevni temperaturni opseg u donjem delu atmosfere je ogroman zbog niske toplotne inercije; može se kretati od -75 °C do blizu 0 °C blizu površine u nekim regionima. [5] Temperatura gornjih atmosfera Marsa takođe je znatno niža od Zemljine zbog odsustva stratosferskog ozona i radijacionog hladnog efekta ugljen-dioksida na većim nadmorskim visinama .

Prašine i prašine oluje dominiraju na Marsu, što ponekad može biti posmatrano od teleskopa sa Zemlje, [6] i u 2018. čak golim okom kao promene u boji i osvetljenosti planeta. [7] Prašinske oluje koje okružuju planete (globalne prašinske oluje) javljaju se u proseku svakih 5,5 zemaljskih godina (svake 3 marsovske godine) na Marsu [4] i mogu ugroziti rad marsoroda . [8] Međutim, mehanizam odgovoran za razvoj velikih prašinskih oluja još uvek nije dobro shvaćen. [9] [10] Pretpostavlja se da je to labavo povezano sa gravitacionim uticajem oba meseca, donekle slično stvaranju plima i oseka na Zemlji.

MOKSIE ( <i id="mwTQ">Марс Oксиџен Ин-Ситу Ресорc Експеримент за коришћење ресурса</i> ) je 20. aprila 2021. godine proizveo kiseonik iz atmosfere ugljen-dioksida u atmosferi Marsa koristeći elektrolizu čvrstog oksida, prvo eksperimentalno izdvajanje prirodnog resursa sa druge planete za ljudsku upotrebu. [11] [12]

Istorija

[uredi | uredi izvor]

Pre početka svemirskog istraživanja Marsa, sumnjalo se da je gustina Marsove atmosfere veća nego što je kasnije izmereno, što je navelo inženjere da misle da će letenje krilima biti mnogo lakše nego što zapravo jeste. U svom konceptu „ Projekat Mars “ („ Das Marsprojekt “), Verner fon Braun predložio je krilata vozila za sletanje ljudskih misija na Mars. [13]

Prvi detaljni Marsov stajni trap koji je nabavila NASA bio je Ford / Philco Aeronutronic ranih 1960-ih, koji je dizajniran za dizajn tela stajnog trapa; tada su neke od najboljih procena za marsovsku atmosferu bile znatno gušće od onih koje su otkrivena merenjima Mariner IV u julu 1965. [14] Lander je imao podizno telo u obliku krila i bio je jedan od prvih detaljnih projekata za Marsovo desantno plovilo, iako nije mogao da leti u revidiranim podacima za atmosferske uslove Marsa. Aeronutronic Mars-ov dizajn za podizanje tela zasnovan je na Marsovoj atmosferi sa pretežno azotom oko 10% Zemlje.

Početkom 1970-ih NASA-in inženjer Dale Reed istraživao je metode za uzorkovanje atmosfere na vrlo velikim nadmorskim visinama, do 21 km. NASA-ine studije nadzvučnih transportnih mlaznica pokrenule su pitanja o njihovom mogućem uticaju na gornje slojeve atmosfere, a Rid je dizajnirao seriju dronova „Mini-Snifer“ za uzimanje uzoraka vazduha na velikim visinama. NASA ih je takođe smatrala planetarnim letovima za uzorkovanje atmosfere iznad Marsa. [15] Tri Mini snifera sagradio je NASA-in Drajden Flajt Researč Center i leteo je od 1975. do 1982. [16]

Dizajn krilatog rovera predložen je sedamdesetih godina 20. veka, da pokrije više područja od stacionarnih pristaništa Vikinga. [16] NASA je 1990-ih predložila da marsovski avion leti na Mars do godišnjice prvog leta braće Vright, u eri „ Brže, bolje, jeftinije “. Predlog aviona ARES Mars izabran je kao kandidat za izviđački program Marsa, ali nije izabran za let. [17]

2015. godine, marsovski avion se razmatrao kao opcija za ponovno pokretanje japanske misije MELOS. [18] Jedan rani dizajn predložio je raspon krila od 1,2 m, masu od 2,1 kg i sa sledećim profilom misije. Tokom faze sletanja površinskog elementa MELOS, letelica bi se lansirala na visinu od 5 km, a zatim bi letela 4 minuta prelazeći 25 horizontalnih km.

19. aprila 2021 NASIN helikopter Ingenuiti postao je prva letelica sa motorom koji je kontrolisan. Prvobitno je sleteo na planetu dok je bio uskladišten pod NASA-inim Marsovim roverom Perseveranc . [19] [20]

Avioni

[uredi | uredi izvor]
NASA-in Mini-Sniffer, marsovski avion konstruisan 1970-ih, takođe je radio na hidrazinu. [21]
ARES koncept

Prototipovi marsovskih letelica leteli su na nadmorskoj visini od blizu 30 km (oko polovine prosečnog vazdušnog pritiska na površini Marsa) i testirali proširiva krila koja se tretiraju ultraljubičastom svetlošću . [22] Za let u atmosferi Marsa, Pejnoldsov broj bi bio vrlo nizak u poređenju sa letom u Zemljinoj atmosferi. [23] Dolina Marinera bila je meta leta drona i marsovskih jedrilica. [16]

Jedrilice bi mogle da nose više naučnih instrumenata, ali da pokrivaju manje područja. Hidrazin je predložen kao gorivo za marsovski avion. [16] U jednom trenutku, NASA je razvijala planove za avion „mikromisije“ „vok“, koji bi bio preusmeren na zaseban teret povezan sa Marsom. Mah 1 na Marsu može biti oko 240 m / s, dok je na Zemlji oko 332 m/c. [24]

Dedalov predlog u otkazanom programu Mars Skaut dizajnirao je Marsovu jedrilicu da leti preko 400 km (250 mi) duž Čazme Koprata. [25]

Helikopteri

[uredi | uredi izvor]

2002. godine objavljen je rad koji sugeriše da bi autonomni robotski helikopteri za istraživanje Marsa bili mogući za Mars Skaut Program . [26] Zabeležene su brojne prednosti održivog dizajna rotorka, uključujući mogućnost prelaska teškog marsovskog terena dok se i dalje posećuje više lokacija in situ . Kratki odskok koji je izvršio Mesečev Survejor 6 1967. godine zabeležen je kao primer odskoka radi posete drugom mestu.

Indžinuiti, deo Nacihe misije Mars 2020, robotski je helikopter koji je demonstrirao svoj prvi let u atmosferi Marsa . [27] Letelica je raspoređena iz rovera Perseveranc i očekuje se da će letjeti do pet puta tokom 30-dnevne probne kampanje rano u misiji. [28] Svaki let će trajati ne više od 90 sekundi, na nadmorskoj visini od 3 do 5 metara od tla, ali bi potencijalno mogao da pređe maksimalnu udaljenost od oko 50 m po letu. Koristiće autonomnu kontrolu i komuniciraće sa istrajnošću odmah nakon svakog sletanja. 19. aprila 2021. postigao je prvi let motorom na drugu planetu, a NASA će moći da nadogradi dizajn budućih misija na Mars. [29]

Baloni

[uredi | uredi izvor]

Baloni mogu pružiti alternativu padobranima, omogućavajući meko sletanje. [30] Balon bi mogao da dozvoli da mesto sletanja poleti i sleti na novu lokaciju. Dve vrste balonske tehnologije su super pritisak i Montgolfiere. Baloni super pritiska pokušavaju da zadrže pritisak izazvan zagrevanjem kako bi održali visinu.

Mongolfje bi za podizanje koristio zagrejani marsovski vazduh. [30] Primer koncepta za Marsov balon bio je Mars Geoscience Aerobot. [31] Nešto je urađeno na razvoju izuzetno tankih, fleksibilnih solarnih ćelija koje bi mogle da generišu energiju od Sunca na koži balona. [32]

Takođe su predloženi vakuumski vazdušni brodovi koji se koriste za podizanje. [33]

Izvori

[uredi | uredi izvor]
  1. ^ First Flight of the Ingenuity Mars Helicopter: Live from Mission Control. NASA. 19. 4. 2021. Pristupljeno 19. 4. 2021 — preko YouTube. 
  2. ^ September 2017, Tim Sharp 12. „Mars' Atmosphere: Composition, Climate & Weather”. Space.com (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2021-03-10. 
  3. ^ Haberle, R. M. (2015-01-01), North, Gerald R.; Pyle, John; Zhang, Fuqing, ur., SOLAR SYSTEM/SUN, ATMOSPHERES, EVOLUTION OF ATMOSPHERES | Planetary Atmospheres: Mars, Academic Press, str. 168—177, ISBN 9780123822253, doi:10.1016/b978-0-12-382225-3.00312-1 
  4. ^ a b Catling, David C. (2017). Atmospheric evolution on inhabited and lifeless worlds. Kasting, James F. Cambridge: Cambridge University Press. Bibcode:2017aeil.book.....C. ISBN 9780521844123. OCLC 956434982. 
  5. ^ „Temperature extremes on Mars”. phys.org (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2019-06-13. 
  6. ^ Hille, Karl (2015-09-18). „The Fact and Fiction of Martian Dust Storms”. NASA. Pristupljeno 2019-06-11. 
  7. ^ https://skyandtelescope.org/astronomy-news/is-the-mars-opposition-already-over/[Normally[mrtva veza] reddish-orange or even pink, Mars now glows pumpkin-orange. Even my eyes can see the difference. ALPO assistant coordinator Richard Schmude has also noted an increase in brightness of ~0.2 magnitude concurrent with the color change.]
  8. ^ Greicius, Tony (2018-06-08). „Opportunity Hunkers Down During Dust Storm”. NASA. Arhivirano iz originala 30. 11. 2020. g. Pristupljeno 2019-06-13. 
  9. ^ Kok, Jasper F; Parteli, Eric J R; Michaels, Timothy I; Karam, Diana Bou (2012-09-14). „The physics of wind-blown sand and dust”. Reports on Progress in Physics. 75 (10): 106901. Bibcode:2012RPPh...75j6901K. ISSN 0034-4885. PMID 22982806. arXiv:1201.4353 Slobodan pristup. doi:10.1088/0034-4885/75/10/106901. 
  10. ^ Toigo, Anthony D.; Richardson, Mark I.; Wang, Huiqun; Guzewich, Scott D.; Newman, Claire E. (2018-03-01). „The cascade from local to global dust storms on Mars: Temporal and spatial thresholds on thermal and dynamical feedback”. Icarus. 302: 514—536. Bibcode:2018Icar..302..514T. ISSN 0019-1035. doi:10.1016/j.icarus.2017.11.032. 
  11. ^ Hecht, M.; Hoffman, J.; Rapp, D.; McClean, J.; SooHoo, J.; Schaefer, R.; Aboobaker, A.; Mellstrom, J.; Hartvigsen, J. (2021-01-06). „Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE)”. Space Science Reviews (na jeziku: engleski). 217 (1): 9. ISSN 1572-9672. doi:10.1007/s11214-020-00782-8. 
  12. ^ „Nasa device extracts breathable oxygen from thin Martian air”. The Irish Times (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2021-04-22. 
  13. ^ von Braun, Wernher (1991) [1952]. The Mars Project (2nd izd.). University of Illinois Press. ISBN 978-0-252-06227-8. 
  14. ^ „The Road to Mars...”. Air & Space Magazine (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2018-07-19. 
  15. ^ Burgess, Matt (21. 7. 2017). „Nasa is releasing its old research videos. Here are nine of the best”. Wired UK. Pristupljeno 25. 3. 2020. 
  16. ^ a b v g „Oliver Morton – MarsAir : How to build the first extraterrestrial airplane”. Pristupljeno 4. 3. 2021. 
  17. ^ [1]
  18. ^ [1]
  19. ^ hang, Kenneth (23. 3. 2021). „Get Ready for the First Flight of NASA’s Mars Helicopter - The experimental vehicle named Ingenuity traveled to the red planet with the Perseverance rover, which is also preparing for its main science mission.”. The New York Times. Pristupljeno 23. 3. 2021. 
  20. ^ Johnson, Alana; Hautaluoma, Grey; Agle, DC (23. 3. 2021). „NASA Ingenuity Mars Helicopter Prepares for First Flight”. NASA. Pristupljeno 23. 3. 2021. 
  21. ^ „Mini-Sniffer”. 2015-09-28. 
  22. ^ BIG BLUE: High-Altitude UAV Demonstrator of Mars Airplane Technology
  23. ^ „Development and Flight Testing of a UAV with Inflatable-Rigidizable Wings” (PDF). University of Kentucky. Arhivirano iz originala (PDF) 17. 06. 2010. g. Pristupljeno 27. 04. 2021. 
  24. ^ „Mars Science Laboratory Mission Profile”. Arhivirano iz originala 2011-02-21. g. Pristupljeno 2012-08-21. 
  25. ^ „Daedaluspresentation”. Arhivirano iz originala 26. 04. 2021. g. Pristupljeno 27. 04. 2021. 
  26. ^ Young, Larry; Aiken, E.W.; Gulick, Virginia; Mancinelli, Rocco; Briggs, Geoffrey (2002-02-01). „Rotorcraft as Mars Scouts”. Proceedings, IEEE Aerospace Conference. 1. str. 1—378 vol.1. ISBN 978-0780372313. S2CID 32275132. doi:10.1109/AERO.2002.1036856. 
  27. ^ „Ingenuity Mars Helicopter Landing Press Kit” (PDF). NASA. januar 2021. Pristupljeno 14. 2. 2021.  Javno vlasništvo Овај чланак користи текст рада који је у јавном власништву.
  28. ^ Decision expected soon on adding helicopter to Mars 2020, Jeff Fout, SpaceNews, 4 May 2018
  29. ^ Mars Helicopter Technology Demonstrator, J. (Bob) Balaram, Timothy Canham, Courtney Duncan, Matt Golombek, Håvard Fjær Grip, Wayne Johnson, Justin Maki, Amelia Quon, Ryan Stern, and David Zhu. American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA), SciTech Forum Conference; 8–12 January 2018, Kissimmee, Florida Balaram, Bob; Canham, Timothy; Duncan, Courtney; Grip, Håvard F.; Johnson, Wayne; Maki, Justin; Quon, Amelia; Stern, Ryan; Zhu, David (2018). „Mars Helicopter Technology Demonstrator”. 2018 AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference. ISBN 978-1-62410-525-8. doi:10.2514/6.2018-0023.  Javno vlasništvo Овај чланак користи текст рада који је у јавном власништву.
  30. ^ a b NASA – Mars Balloons
  31. ^ „Mars Balloon Trajectory Model for Mars Geoscience Aerobot Development (1997)”. Arhivirano iz originala 2014-02-22. g. Pristupljeno 2012-03-22. 
  32. ^ Concepts and Approaches for Mars Exploration (2012)
  33. ^ Evacuated Airship for Mars Missions
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Ваздухопловство_на_Марсу&oldid=27820502”