новости космоса
5788 37
18 июля 2013 15:25:53

Каким будет лучший дизайн для робота-беспилотника исследующего Марс?

Возможность использования летательных аппаратов на Марсе, будет иметь значительные преимущества для исследования поверхности. Тем не менее, на сегодняшний день все наши роботы-исследователи поверхности и другие робототехнические единицы на Марсе были наземными. Проблема с полетами на Марсе в том, что на Красной планете не так уж много плотной атмосферы. Всего лишь 1,6% от плотности воздуха на Земле. Это означает, что обычным самолетам летающим нормально на Земле, на Марсе придется летать очень быстро, чтобы оставаться в воздухе.

Но природа может обеспечить альтернативный взгляд на эту проблему.

Подвижный режим любого летающего (или плавающего) животного, машины и т.д. можно преобразовать в то, что называется числом Рейнольдса (Re). Re равна характерной длине х, скорости х и плотности вещества, деленной на динамическую вязкость среды. Это является мерой отношения инерционных сил к вязким.

Наш средний Самолет летит на высокой Re: у него большая сила инерции относительно вязкости воздуха. Поскольку плотность воздуха Марса низкая, единственный способ получить высокую силу инерции, это двигаться еще быстрее, чем на Земле.

Однако, не все полеты совершаются при высоких Re: например летающие животные совершают полеты на гораздо меньших Re. Насекомые, в частности летают на достаточно малых числах Рейнольдса (условно говоря). На самом деле, некоторые насекомые настолько малы, что они «плавают» по воздуху, а не летают.

Так что, если мы постепенно научимся использовать природные принципы полета от насекомых или маленьких птиц, то сможем получить то, что может перемещаться (летать) в атмосфере Марса, не используя большие скорости передвижения для полетов.


(Добавил: ShugoTenshii)

комментарии
1
Mars31125 · 18-07-2013

Иными словами необходимо минимализировать массу летательного аппарата, которого мы собираемся использовать на Марсе, одновременно увеличить площадь контакта.Действительно, есть чему поучиться у птиц и насекомых...Процесс эволюции придал их аэродинамике поистине высочайшие показатели, изменяя строение тела.

2
elena192 · 18-07-2013

Бумажные самолётики.

3
o141 · 18-07-2013

По-моему опять изобретают велосипед... точнее, дирижабль.

4
Mars31125 · 18-07-2013

Они будут беспилотные, поэтому хоть бумажные)))риск невелик

5
Masik142 · 18-07-2013

А на вертолеты, дирижабли это тоже распространяется?

6
o141 · 18-07-2013

Вертолет, мне кажется, еще сложнее там запустить

7
Mars31125 · 18-07-2013

Самолёт требует разгона, что вряд ли осуществимо на Марсе,да и с посадкой сложновато будет.Так что тут не ясно что из 2 зол будет менее сложно)))

8
Mars31125 · 18-07-2013

Видимость даже на небольшой высоте тоже оставляет желать лучшего...

9
DimitriyP173 · 18-07-2013

о. Мне, как Не-специалисту варианты с дирижаблем и вертолётом кажутся наиболее логичными.
Дирижабль относительно проще и экономичнее, но при этом обладает большими размерами в связи с чем возникает проблема его "хранения", что на земле, что на марсе. Кроме того при таких рмзмерах его парусность тоже не всегда идёт в плюс.
Вертолёт мобильнее и меньше. Его относительно проще "хранить" убрав в спецконтейнер спускаемого модуля или марсохода, где он сможет перезарядить батареи не контактируя с внешней средой. Это особенно актуально в период пыльных бурь. При этом вертолёт сложнее, в нём больше деталей которые могут выйти из строя, он более хрупок. Оптимальная схема, на мой взгляд - это 2-4 соосных пятилопастных винта на выносных пилонах. Высокооборотистые электродвигатели. Это должно упростить управление и увеличить подъёмную силу.
Выбор в пользу той или иной схемы будет диктоваться задачами, которые будут ставиться перед летающими машинами. Если это дальние полёты - выгоднее дирижабль. Если ближняя разведка - вертолёт. Если просто посмотреть с высоты что там впереди - достаточно воздушного шара привязанного на тросе к марсоходу.

10
робот150 · 18-07-2013

Согласен стать дирижаблем.
Пивным дирижаблем на Марсе!
8-)
Ништяк.

11
kepler2013145 · 18-07-2013

лучше бы начали делать беспилотник а не фантазировать

12
DimitriyP173 · 18-07-2013

"Если мы научимся использовать природные принципы полёта от насекомых или маленьких птиц, то сможем получить то, что сможет перемезаться (летать) в атмосфере Марса, не используя большие скорости передвижения для полётов".
Только сейчас заметил этот бред! Как можно опираться на принципы полёта живых существ, возможности которых формировались (и работают) в принципиально иных условиях! Это всё равно что опираясь на принципы "полёта" кита строить самолёт.
Нет, при должном упорстве и финансировании построят. И это даже возможно полетит. Но для этого придётся присобачить к нему в-о-о-о-т такенные двгатели и расход топлива будет никчёрту.
Если и опираться на опыт живых существ при строительстве аппаратов - то это должен быть опыт существ живущих в подобной среде. (В меня что Angelranon вселился?)
В условиях Марса, для перемещения по воздуху не выгодно летать. Там выгодно прыгать! Низкая гравитация и низкое давление атмосферы породила бы не птиц, а что-то вроде кузнечиков, блох или лягушек (ну, если бы там были живые существа).
Соответственно и марсолёты при таком подходе могли бы походить на каких-нибудь блох и перемещаться прыжками.

13
_gotears136 · 18-07-2013

Димитрий, вы такой умный...
Что вы тут делаете?
Вам в Роскосмос надо, а то там некому датчики устанавливать на ПРОТОН!
(3 из 6, были установлены не правильно).

14
DimitriyP173 · 18-07-2013

Ага. Я бы установил наоборот все шесть и ракета стартовала бы в обратную сторону!

15
Leonid3190 · 19-07-2013

Все шесть установить наоборот не получится, надо знать как будет наоборот, а это уже вредительство, Вы ведь не враг?
Их устанавливал не думающий человек (наверное, из тех, кто сдавал ЕГ -- их же не учат думать, но галочки ставить) в случайном порядке, вот и получилось 50% на 50% 8-)

16
_gotears136 · 19-07-2013

Вот мы и узнаем СКОРО, что там и как...
"Подозреваемые в грубейшем нарушении технологии сборки ракеты-носителя "Протон-М", разбившейся 2 июля 2013г., будут проверены на полиграфе".

17
Virous164 · 19-07-2013

На University Rover Challenge, который недавно прошел, так же предлагаются летающие аппараты. Правда они на химических движках. Нам нужен будет один неподвижный блок с большими солнечными батареями и аккумулятором. Аппарат должен день летать, а ночью возвращаться на базу для "дозаправки" и передачи информации (зачем с собой таскать лишний груз в виде антенны). +да поможет нам слабая гравитация :-)

18
_gotears136 · 19-07-2013

Вирус, хорошая идея...
А название ты уже придумал, своему летательному аппарату?
Мой первый вариант- Virousity!
Как думаешь?

19
Mars31125 · 19-07-2013

DimitriyP169 "В условиях Марса, для перемещения по воздуху не выгодно летать. Там выгодно прыгать! Низкая гравитация и низкое давление атмосферы породила бы не птиц, а что-то вроде кузнечиков, блох или лягушек (ну, если бы там были живые существа).
Соответственно и марсолёты при таком подходе могли бы походить на каких-нибудь блох и перемещаться прыжками."
Это конечно логично...LOL!

20
Kot146 · 19-07-2013

И какая задача у летательного оппарата на Марсе?
Исследовать атмосферу - для этого как нильзя лучше, экономнее и эффективнее и надежнее подойдет возд.шар.

21
Virous164 · 19-07-2013

Kot, а вот тут уже речь о том, какой этот аппарат. Вертолет вряд ли можно поднять на солнечных батареях. Должен быть воздушный шар. Энергии, чтобы надуть его и сдуть вполне достаточно. Для перемещения можно использовать паруса, а в штиль небольшой пропеллер. Ну и на парусах точно на базу не сядешь. Нужен еще один колесный ровер, который будет максимально легким, быстрым и проходимым. Его задача подобрать севший аппарат в радиусе сотни метров. После стыковки аппарат чуть поднимется и ровер доставит его по воздуху на базу. На базе должен быть манипулятор, который все это к себе пристыкует.

22
Незнайка144 · 19-07-2013

На сколько я понимаю говориться об исследовательском аппарате, а не о транспортнике или грузовике. Почему тогда не использовать материалы, как авиомоделировании - крыло стрекозы, например (вспомнилось из детства), когда на каркас из проволки налипляют пленку с поверхности жидкости. После того как пленка высохнет - в полет. Крыло большое, тело (научное оборудование) маленькое, поди должно выдержать

23
Virous164 · 19-07-2013

Незнайка, крылья и солнечные батареи несовместимы. Ведь плотность атмосферы - лишь 1% земной.

24
DimitriyP173 · 19-07-2013

А стоит ли игра свеч? В том смысле, что на современном этапе развития техники посылать на Марс летающие машины, по-моему, не выгодно. Полезная нагрузка у них и на Земле не велика (в сравнении с наземными машинами), а уж на Марсе, с его атмосферой и ограничениями, которые будет накладывать контейнер для доставки на планету и т.п. - вообще ничтожна. Что на него можно будет "подвесить" кроме видеокамеры?
Основной плюс летающих машин - это их мобильность, возможность изучать сравнительно высокие слои атмосферы, ну и смотреть на всех "свысока" (разведка). Качества безусловно полезные, но отнюдь не главные.
Другими словами, существует ли задача, которую можно было бы поставить такому беспилотнику с которой не справился бы марсоход, и которая была бы настолько важна, что перевешивала бы все его недостатки?
P.S.: я бы искренне хотел, что бы на Марсе был свой "самолёт". Просто так, чтоб смотреть на "Курьёсити" сверху и офигевать от вида марсианский пейзажей с высоты птичьего полёта. Но, если бы мне предложили выбрать что отправить на Марс - летающий беспилотник или новый марсоход - я бы выбрал последний...

25
Virous164 · 20-07-2013

DimitriyP, марсоходы на Марсе уже были. А преимущество беспилотника - это возможность более детального картографирования местности. Хотя бы для выбора целей. То есть, для разведки, как Вы говорите.

26
Kot146 · 20-07-2013

Для разведки вполне згодяться аппараты на низкой орбите. Благо на сегодня такой товар далеко не дефицит

27
Virous164 · 20-07-2013

Kot, ниже 200 км аппарат не спустить. Или, по крайней мере, очень не на долго. Это очень далеко. Беспилотник позволит рассматривать поверхность с расстояния 10-20 метров. Согласитесь, разница огромна.

28
робот150 · 20-07-2013

Что рассмотреть? Камни и песок на поверхности на небольших участках?
Низкоорбитальный аппарат может сделать детальное картографирование поверхности ничуть не хуже БП. Последний подвержен также всяким турбулентностям атмосферы. Разреженная атмосфера прозрачна.

29
Virous164 · 20-07-2013

Робот, максимум, чего мы добились - это пиксель на 2 метра. С орбиты. Беспилотник сможет увеличить это расширение до 1 см на пиксель, что позволит искать, хотя бы, камни для Curiosity :-). А в идеале - места выходы воды на поверхность и прочее.

30
Virous164 · 20-07-2013

Мышей, сусликов всяких))

31
Kot146 · 20-07-2013

Думаю 1 пс/ 2м это немного (много) устаревшая информация. Вон даже обычные общественно-доступные спутн.карты гугла имеют намного большее разрешение, на них без труда можно увидеть-понять отдельных людей. А если использовать более мощные современные воено-научные телескопы, да и еще с гораздо меньшей орбиты (в силу размера Марса), то эффект думаю будет не меньше чем в безпилотнике.

32
Kot146 · 20-07-2013

Также преимущества спутника - на него можно начепить гораздо больший (по массе и размеру) окуляр, а безпилотник очень и очень ограничен в этом плане, так-что близость планера к объекту наблюдения нивелируется.

33
MP214 · 20-07-2013

Человека может и разглядишь, а вот мелкие детали, вроде камней врятли. Гугл запускал свои машины, которые ездили по городу и проводили картографирование улиц и домов. Значит спутника не достаточно.

34
Kot146 · 20-07-2013

Уверен на 100% - никакие машины гугла не ездили по улицам моего села. Но снимки дают достаточно четкие.
Подумал: у марса ведь атмосфера более разрежена - значит четкость снимков должна быть выше. (сравните фото в воде)

35
Virous164 · 20-07-2013

Kot, не в разреженности дело, а в максимальном увеличении. Дело в том, что чем больше мы увеличиваем картинку, тем большая выдержка нужна. А спутник движется и длительную выдержку сделать трудно. Есть и другие проблемы.

36
робот150 · 21-07-2013

Есть разведывательные спутники. У них разрешение позволяет посмотреть время на ваших наручных часах. В земной атмосфере!

37
DimitriyP173 · 21-07-2013

"...У них разрешение позволяет посмотреть время на ваших наручных часах"
Боюсь, это миф порождённый буйной фантазией журналистов.

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2024. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!