صنع الطلاب طائرة شراعية لجو المريخ

رسومات الحاسوب. هذا ما قد يبدو عليه Prandtl-M على سطح المريخ. تقديم: توضيح ناسا / دينيس كالابا

في مطار مركز أبحاث الطيران. نجح فريق أرماسترونغ التابع لناسا من طلاب كلية إيرفين فالي في كاليفورنيا في اختبار نموذج طائرة شراعية يمكن إطلاقه يومًا ما على كوكب المريخ. تم تصميم طائرة شراعية تسمى التصميم الأيروديناميكي للأبحاث الأولية للهبوط على كوكب المريخ (باختصار ، Prandtl-M) خصيصًا للطيران في جو نادر من الكوكب الأحمر.


من اليسار إلى اليمين: ديريك أبرامسون وجوستين هول وألكسندر فروك يربطان طائرة شراعية من Prandtl-M بشبل الكربون لإسقاطه من ارتفاع 150 مترًا. الصورة: وكالة ناسا / Kyria Luxon

يختلف الغلاف الجوي للمريخ بشكل كبير عن الأرض. إنها متناثرة أكثر بكثير. الضغط على السطح هو فقط من 0.7 كيلو باسكال في ذروة جبل أوليمبوس العملاق إلى 1.155 كيلو باسكال في عمق سهل هيلاس ، الذي يقل عن ارتفاعه 9 كيلومترات وأقل من 7 كم عن متوسط ​​مستوى المريخ. مثل هذا الضغط هو حوالي 1/110 من الضغط الجوي للأرض على السطح ، أو يساوي ضغط الأرض على ارتفاع يزيد عن 30 كم. جاذبية المريخ هي 38 ٪ من جاذبية الأرض ، مما يبسط قليلاً مهمة بناء الجهاز.

نظرًا لتناثر الغلاف الجوي للمريخ ، يجب أن تكون الطائرة الشراعية خفيفة جدًا. لذلك ، يتكون الجسم من ألياف الكربون. تتكون هذه المادة من أنحف الخيوط بقطر 5 إلى 15 ميكرون وتتميز بالقوة العالية والخفة.

تم إنشاء النموذج الأولي Prandtl-M مع جهاز التحكم عن بعد من قبل الطلاب بمفردهم. لم يقترح مهندسو وكالة ناسا على وجه التحديد أنهم يرتكبون الأخطاء بأنفسهم ويقومون بتصحيحها - هذه هي الطريقة الوحيدة التي سيحصل بها الرجال على الخبرة والمعرفة اللازمة.

في المرحلة التالية ، سيحاول الطلاب صنع مركبة جوية بدون طيار مستقلة تمامًا ، والتي ستكون مهمة صعبة إلى حد ما ، نظرًا للقيود المفروضة على الوزن.

في المستقبل ، قد تجمع مثل هذه الطائرات في الغلاف الجوي للمريخ بيانات علمية سيتم إرسالها إلى الأرض لتحليلها. لم يتم فهم جو المريخ بشكل كامل حتى الآن ، وكذلك مناخ المريخ. على سبيل المثال ، كشفت الدراسات التي أجريت في عام 2013 أن هناك بخار ماء في الغلاف الجوي للمريخ أكثر بكثير مما كان يُعتقد سابقًا ، بل وأكثر من الطبقات العليا من الغلاف الجوي للأرض. يتركز بخار الماء في غيوم الجليد على ارتفاع 10 إلى 30 كم. صحيح أن طائرة شراعية من Prandtl-M لن تتمكن من الوصول إلى هذا الارتفاع الكبير ، فهي ستطير قريبة جدًا من السطح. ومع ذلك ، يمكن أن تكون البيانات التي جمعها مفيدة للغاية.


يقوم إيمرسون بيكر وكيتلين كينيدي بإجراء أحدث اختبار Prandtl-M قبل رحلة تجريبية.الصورة: وكالة ناسا / لورين هيوز

تعمل مجموعة من الطلاب على مشروع في إطار برنامج NASA Flight Scholars and Education Un بدون طيار لبرامج الطلاب ، والتي تم تصميمها خصيصًا لتمكين أطفال المدارس والطلاب من المشاركة في مشاريع العلوم الواقعية والبعثات الفضائية لوكالة ناسا.

جرب الطلاب أشكالًا مختلفة من الأجنحة الشراعية وأسقطوها مرارًا وتكرارًا من السقف قبل إضافة محركات مؤازرة للسيطرة على الجنيحات إلى الطائرة الشراعية. في النهاية ، تم السماح للرجال بالاختبار في مركز أبحاث الطيران. ارمسترونغ ناسا.

في الاختبارات القادمة ، سيتم إسقاط Prandtl-M من ارتفاع 30 كمحيث كثافة الغلاف الجوي تساوي تقريبًا كثافة سطح المريخ. من حيث المبدأ ، إذا أثبت المشروع قابليته للبقاء ، فيمكن إطلاق مثل هذه المركبات الجوية بدون طيار في الطبقات العليا من الغلاف الجوي للأرض.

يقترح المطورون أن طائرة شراعية ستستمر في جو المريخ لمدة 10 دقائق تقريبًا. يمكن لهذه الأجهزة أن تضيف إلى حمولة سفينة النقل ، التي يخططون لإرسالها إلى المريخ في 2022-2024.

Source: https://habr.com/ru/post/ar396855/