V současné době je povrch Marsu zkoumán pomocí speciálních orbitálních stanic, stejně jako stacionárních modulů nebo pomalu se pohybujících roverů. Mezi těmito výzkumnými vozidly je poměrně velká mezera, kterou by mohla zaplnit různá letadla. Zdá se, proč umělá zařízení vytvořená člověkem stále neletí nad povrchem Rudé planety? Odpověď na tuto otázku leží na povrchu (ve všech smyslech), hustota atmosféry Marsu je pouze 1,6% hustoty zemské atmosféry nad hladinou moře, což zase znamená, že letadla na Marsu by musela létat velmi vysokou rychlostí, aby nespadl.
Atmosféra Marsu je velmi vzácná, z tohoto důvodu nejsou letadla, která používají lidé při pohybu v atmosféře Země, prakticky vhodná pro použití v atmosféře Rudé planety. Současně překvapivě americký paleontolog Michael Habib navrhl východisko ze současné situace s budoucími marťanskými létajícími vozidly. Podle paleontologa se obyčejní pozemští motýli nebo drobní ptáci mohou stát vynikajícím prototypem zařízení schopných létat v atmosféře Marsu. Michael Habib věří, že obnovením takových tvorů a zvětšením jejich velikosti za předpokladu zachování jejich proporcí bude lidstvo schopno získat zařízení vhodná pro lety v atmosféře Rudé planety.
Zástupci naší planety, jako jsou motýli nebo kolibříci, mohou létat v atmosféře s nízkou viskozitou, tedy ve stejné atmosféře jako na povrchu Marsu. Proto mohou fungovat jako velmi dobré modely pro vytváření budoucích modelů letadel vhodných k dobývání atmosféry Marsu. Maximální rozměry takových zařízení bylo možné vypočítat pomocí rovnice anglického vědce Colina Pennisewicka z Bristolu. Hlavní problémy by však měly být stále uznány jako problémy související s údržbou takových letadel na Marsu ve vzdálenosti od lidí a v jejich nepřítomnosti na povrchu.
Chování všech plovoucích a létajících zvířat (stejně jako strojů) lze vyjádřit Reynoldsovým číslem (Re): k tomu je třeba vynásobit rychlost letce (nebo plavce), charakteristickou délku (například hydraulickou) průměr, mluvíme -li o řece) a hustotě kapaliny (plynu), a výsledek získaný v důsledku násobení se dělí dynamickou viskozitou. Výsledkem je poměr setrvačných sil k viskózním silám. Běžné letadlo je schopné létat s vysokým Re číslem (velmi vysoká setrvačnost ve vztahu k viskozitě vzduchu). Na Zemi však existují zvířata, která „stačí“na relativně malý počet Re. Jedná se o drobné ptáky nebo hmyz: některé z nich jsou tak malé, že ve skutečnosti neletí, ale vznášejí se ve vzduchu.
Paleontolog Michael Habib, vzhledem k tomu, navrhl vzít jakékoli z těchto zvířat nebo hmyzu, zvětšit všechny proporce. Bylo by tedy možné získat letadlo přizpůsobené atmosféře Marsu a nevyžadující vysokou rychlost letu. Celá otázka zní, na jakou velikost by se dal zvětšit motýl nebo pták? Zde přichází rovnice Colina Pennisewicka. V roce 2008 tento vědec navrhl odhad, podle kterého se frekvence oscilací může měnit v rozsahu, který je tvořen následujícími čísly: tělesná hmotnost (tělo) - do 3/8 stupně, délka - do -23/24 stupeň, plocha křídla - do stupně - 1/3, gravitační zrychlení je 1/2, hustota tekutiny je -3/8.
To je pro výpočty docela výhodné, protože lze provést opravy, které by odpovídaly hustotě vzduchu a gravitační síle na Marsu. V tomto případě bude také nutné vědět, zda správně „tvoříme“víry z použití křídel. Naštěstí zde také existuje vhodný vzorec, který je vyjádřen Strouhalovým číslem. Toto číslo se v tomto případě vypočítá jako součin frekvence a amplitudy vibrací dělený rychlostí. Hodnota tohoto indikátoru výrazně omezí rychlost vozidla v režimu plavby.
Hodnota tohoto indikátoru pro marťanské vozidlo musí být od 0,2 do 0,4, aby odpovídala Pennisewickově rovnici. V tomto případě bude na konci nutné přenést Reynoldsovo číslo (Re) do intervalu, který by odpovídal velkému létajícímu hmyzu. Například mezi docela dobře studovanými jestřábími můrami: Re je známý pro různé letové rychlosti, v závislosti na rychlosti se tato hodnota může pohybovat od 3500 do 15000. Michael Habib navrhuje, aby se v tomto rozsahu drželi i tvůrci marťanského letadla.
Navrhovaný systém lze dnes řešit různými způsoby. Nejelegantnější z nich je konstrukce křivek s nalezením průsečíků, ale nejrychlejší a mnohem snazší je zadat všechna data do programu pro výpočet matic a iterativně jej vyřešit. Americký vědec nedává všechna možná řešení, zaměřuje se na to, které považuje za nejvhodnější. Podle těchto výpočtů by délka „hypotetického zvířete“měla být 1 metr, hmotnost asi 0,5 kg a relativní prodloužení křídla je 8,0.
Pro zařízení nebo stvoření této velikosti by Strouhalovo číslo bylo 0,31 (velmi dobrý výsledek), Re - 13 900 (také dobré), součinitel vztlaku - 0,5 (přijatelný výsledek pro výletní let). Aby si tento aparát opravdu dokázal představit, porovnal Khabib jeho proporce s proporcemi kachny. Ale zároveň by použití netuhých syntetických materiálů mělo být ještě lehčí než hypotetická kachna stejné velikosti. Tento dron bude navíc muset mnohem častěji mávat křídly, takže zde by bylo vhodné jej porovnat s midge. Re číslo, srovnatelné s motýly, zároveň umožňuje posoudit, že na krátkou dobu bude mít přístroj vysoký součinitel vztlaku.
Michael Habib pro zábavu navrhuje, aby jeho hypotetický létající stroj vzlétl jako pták nebo hmyz. Každý ví, že se zvířata nerozptýlí po přistávací dráze, pro vzlet odstrčí podporu. K tomu ptáci, stejně jako hmyz, používají své končetiny a netopýři (je pravděpodobné, že to udělali dříve pterosauři) také používali svá vlastní křídla jako tlačný systém. Vzhledem k tomu, že gravitační síla na Rudé planetě je velmi malá, stačí ke vzletu i relativně malé zatlačení - v oblasti 4% toho, co dokážou nejlepší pozemští skokani. Navíc, pokud se tlačnému systému aparátu podaří přidat energii, bude moci bez problémů vzlétnout i z kráterů.
Je třeba poznamenat, že se jedná o velmi hrubou ilustraci a nic víc. V současné době existuje velké množství důvodů, proč vesmírné velmoci ještě takové drony nevytvořily. Mezi nimi lze vyčlenit problém rozmístění letadla na Marsu (lze to provést pomocí roveru), údržby a napájení. Myšlenka je poměrně obtížně realizovatelná, což nakonec může způsobit, že bude neúčinná nebo dokonce zcela neproveditelná.
Letadlo na průzkum Marsu
Mars a jeho povrch byly 30 let zkoumány širokou škálou technických prostředků, byly zkoumány oběžnými dráhami satelitů a více než 15 typů různých zařízení, zázračných terénních vozidel a dalších mazaných zařízení. Předpokládá se, že brzy bude na Mars vysláno také robotické letadlo. Vědecké centrum NASA už alespoň vyvinulo nový projekt speciálního robotického letadla určeného ke studiu Rudé planety. Předpokládá se, že letoun bude studovat povrch Marsu z výšky srovnatelné s marťanskými průzkumnými rovery.
S pomocí takového roveru vědci objeví řešení velkého množství záhad Marsu, které dosud nebyly vědecky vysvětleny. Kosmická loď Mars se bude moci vznášet nad povrchem planety ve výšce asi 1,6 metru a létat mnoho stovek metrů. Tato jednotka bude současně pořizovat fotografie a video v různých rozsazích a na dálku skenovat povrch Marsu.
Rover by měl spojit všechny výhody moderních roverů, znásobené potenciálem prozkoumat obrovské vzdálenosti a oblasti. Kosmickou loď Mars, která již získala označení ARES, v současnosti vytváří 250 specialistů působících v různých oborech. Už vytvořili prototyp marťanského letadla, který má následující rozměry: rozpětí křídel 6,5 metru, délka 5 metrů. Pro výrobu tohoto létajícího robota se plánuje použití nejlehčího polymerního uhlíkového materiálu.
Toto zařízení má být dodáno na Rudou planetu přesně ve stejném případě jako zařízení pro přistání na povrchu planety. Hlavním účelem tohoto trupu je chránit kosmickou loď před ničivými účinky přehřátí, když se kapsle dostane do kontaktu s atmosférou Marsu, a také chránit kosmickou loď během přistání před možnými poruchami a mechanickým poškozením.
Vědci plánují hodit toto letadlo na Mars pomocí již osvědčených nosičů, ale i zde mají nové nápady. 12 hodin před přistáním na povrchu Rudé planety se zařízení oddělí od nosiče a ve výšce 32 km. Nad povrchem Marsu uvolní z kapsle marťanské letadlo, načež marťanské letadlo okamžitě nastartuje své motory a rozmístěním svých šestimetrových křídel zahájí autonomní let nad povrchem planety.
Předpokládá se, že letadla ARES budou schopna létat nad marťanskými horami, které pozemšťané zcela neprozkoumali a provedou potřebný výzkum. Konvenční rovery nemohou lézt na hory a pro satelity je obtížné rozeznat detaily. Současně v horách Marsu existují zóny se silným magnetickým polem, jejichž povaha je pro vědce nepochopitelná. Za letu bude ARES odebírat vzorky vzduchu z atmosféry každé 3 minuty. To je docela důležité, protože na Marsu byl nalezen metanový plyn, jehož povaha a zdroj nejsou zcela jasné. Na Zemi je metan produkován živými bytostmi, zatímco zdroj metanu na Marsu je zcela nejasný a stále neznámý.
Také v kosmické lodi ARES Mars se chystají instalovat zařízení pro hledání obyčejné vody. Vědci věří, že s pomocí ARES budou schopni získat nové informace, které osvětlí minulost Rudé planety. Vědci již projekt ARES nazvali nejkratším vesmírným programem. Letadlo Mars může zůstat ve vzduchu jen asi 2 hodiny, dokud mu nedojde palivo. ARES však i v tomto krátkém časovém období dokáže překonat vzdálenost 1500 kilometrů nad povrchem Marsu. Poté zařízení přistane a bude moci pokračovat ve studiu povrchu a atmosféry Marsu.
