NASA vyvíjí marsovské letadlo  
NASA a nejen ona už dlouhou dobu sní o marsovském ultralehkém letadle jako součásti některé z misí včetně budoucích pilotovaných nebo přímo samostatné mise. A nelze se tomu divit. Letadlo na Marsu by dokázalo vyplnit mezeru mezi daty získanými družicemi na oběžné dráze a rovery na povrchu.

 

 

 

Marsovské letadlo by dokázalo by nafotit zajímavá místa na povrchu v nevídaném rozlišení a přitom by se mohlo vydat i do míst, která jsou roverům nedostupná ať už kvůli přílišnému převýšení nebo skaliskům či hlubokým dunám, kde by mohly zapadnout. Data se mohou využít pro vytipování atraktivních lokalit pro budoucí výpravy nebo pokud by letadlo bylo součástí mise s roverem, tak by operátoři mohli daleko lépe plánovat trasu vozítka. Na obrázcích budoucích marsovských základen, které si NASA nechala malovat v 80. a 90. letech minulého století, nechybí v portfoliu bezpilotní nebo pilotované letadlo osazené většinou klasickou vrtulí.

 

Pavonis Mons, Pat Rawlings 1985 zdroj: nasa.gov
Pavonis Mons, Pat Rawlings 1985 zdroj: nasa.gov
Multifunction Mars Base, Les Bossinas 1991 zdroj: nasa.gov
Multifunction Mars Base, Les Bossinas 1991 zdroj: nasa.gov

Ke konci 20.století se v NASA konceptem marsovského letadla začali zabývat více vědci a konstruktéři než malíři a ke slovu tak přišly první návrhy a řešení obtíží spojených s tím, že atmosféra Marsu je přibližně 100x řidčí než pozemská. Podobný tlak jako má martská atmosféra u jeho povrchu má ta pozemská přibližně ve výšce 30 km. No, alespoň tím bylo dáno prostředí, kde bude možné tato letadla na Zemi testovat. Také nebylo možné využít podobné motory jako na Zemi neboť v atmosféře Marsu není kyslík. V úvahu tak přicházel pouze elektrický nebo raketový motor. Přelom století také přinesl nové lehké a přitom pevné materiály a také pokračující miniaturizaci techniky, čímž začalo budoucí letadlo dostávat konkrétnější obrysy.

Základní idea je taková, že letadlo ve složeném stavu přečká žhavý průlet atmosférou uvnitř přistávacího pouzdra, podobně jako ostatní stroje, které se snaží dostat na Mars. Po zpomalení a odhození tepelného štítu se letadlo uvolní z pod závěsu a musí se složit do letuschopného tvaru, přičemž na něj od začátku působí poměrně velké síly při rychlosti téměř Mach 1.

Představa rozložení letadla v marsovské atmosféře zdroj: nasa.gov
Představa rozložení letadla v marsovské atmosféře zdroj: nasa.gov

 

 


První pokusy

Od roku 1996 v Ames Research Center (NASA) začínají testovat malé bezpilotní letouny. Nejprve je to letadlo s poměrně složitým drakem. 7 křídel a četné záhyby byly docela výzva pro letadlo, které se musí během letu samo složit, ale daný model, to zvládl. Pro sbírání dat během letu byl vytvořen podstatně jednodušší model v roce 1998. V roce 1999 NASA neformálně požádala o marsovské letadlo, které by na Rudé planetě oslavilo 100. výročí letu bratří Wrightů (1903). I když letadlo v roce 2001 prodělalo úspěšné testy v atmosféře a prokázalo, že by se skutečně mohlo nad Marsem proletět, nakonec NASA misi letadla pro rok 2003 zrušila. Alespoň si letadlo připsalo výškový rekord. V roce 2002 byl pokus opakován s tím rozdílem, že stroj již nebyl pouhým kluzákem, ale dostal vrtuli. Ta byla zřejmě příliš velká a způsobila rozpad letadla ve výšce 32,9 km a rychlosti 0,8 Machu.

Umělecká představa Matadoru, zdroj: nasa.gov
Umělecká představa Matadoru, zdroj: nasa.gov
Matador v aerodynamickém tunelu, zdroj: nasa.gov
Matador v aerodynamickém tunelu, zdroj: nasa.gov

Ames pak navázal partnerství s Naval Research Laboratory a vznikl z toho koncept Mars Advanced Technology Airplane for Deployment, Operations and Recovery (MATADOR). Asi 65 kg těžký stroj měl na Marsu vykonat patnácti minutový let nebo možná i delší (v počátcích se optimisticky předpokládalo 5 hodin). Pohánět jej měly raketové motorky na hydrazin. Letadlo by pomocí radaru hledalo tekutou vodu pod povrchem a v místě nálezu by se pak mělo snažit přistát. Později byl postupně měněn účel mise s tím, jak se zlepšovaly schopnosti satelitů na oběžné dráze. Byla i snaha opustit reaktivní pohon a nahradit ho vrtulí s elektrickým motorem. Model MATADORU byl testován v roce 2006 v aerodynamickém tunelu.

 

 

ARES od deorbitace až po let v atmosféře. zdroj: nasa.gov
ARES od deorbitace až po let v atmosféře. zdroj: nasa.gov

V novém tisíciletí se pustili do vývoje marsovského letadla také v dalším centru NASA a sice v Langley. Stroj pojmenovali ARES. Náplní jeho práce na Marsu měl být výzkum atmosféry a slabého magnetického pole. ARES nemá žádný pohon, je to čistokrevný kluzák. Dá se říct, že idea průběhu mise je hodně podobná tomu, co jsme si nastínili výše. Opět úkryt pro přečkání kritického průchodu atmosférou a pak složení a volné plachtění (viz obrázek).

 

 

 

Nadějný kandidát

 

S model o poloviční velikosti se už v září 2002 pokusili o otestování celé fáze letu od opuštění krytu po přistání. A dlužno říci, že úspěšně. Zde si můžete prohlédnout fotogalerii. Model byl nejprve vynesen balónem do výšky 31,5 km, pak klesal na padáku a začalo skládání – nejprve ocas a poté i křídla. Po složení a zajištění se letoun odpoutal od padáku a započal samostatný let v podobných subsonických rychlostech a hodnotách Reynoldsova čísla, s jakými by se vyrovnával při skutečném letu nad Marsem. Celý 90 minut trvající let korunovalo bezchybné přistání.

„Střeva“ modelu 1:2 (modrá krabice je řídící počítač), zdroj: nasa.gov
„Střeva“ modelu 1:2 (modrá krabice je řídící počítač), zdroj: nasa.gov
Tým ARESu a modely 1:1 a 1:2, zdroj: nasa.gov
Tým ARESu a modely 1:1 a 1:2, zdroj: nasa.gov

 

I přes tento nepochybný úspěch si nakonec místo na nosné raketě v rámci programu Scout nevybojoval. Vedení NASA dalo přednost sondě MAVEN. Jako útěchu si papírový model ARESu můžete sami slepit. Ke stažení je v pdf a jpg.

 

A přece poletí…
Neházejme flintu do žita. Letadla letícího nad martskou krajinou se snad přecijen dočkáme. Jeho koncept se jmenuje Prandtl-m. Jak je v NASA zvykem, jedná se opět o akronym: Preliminary Research Aerodynamic Design to Land on Mars (předběžný výzkum aerodynamického designu k přistání na Marsu). Dalším zvykem poslední doby je, že díky novým technologiím obsazují pozice, jimž kdysi neochvějně vládly velké satelity a sondy, malé unifikované krabičky zvané cubesaty.

Prandtl-m při prvním zkušebním letu.  zdroj:nasa.gov
Prandtl-m při prvním zkušebním letu. zdroj:nasa.gov

Nové letadlo, tentokrát z dílny NASA Armstrong Flight Research Center, se bude muset vejít do 3U cubesatu (30 x 10 cm), který bude schovaný pod krytem některého z budoucích roverů, nejspíše Roveru 2020. Kluzák Prandtl-m by měl během svého letu nafotit ve vysokém rozlišení některé z míst, kam chtějí vědci směřovat budoucí lidský výsadek. Let nebude dlouhý, pouhých 10 minut a započne ve výšce okolo 600 metrů. Dostat se může až do 30 km od místa vypuštění. Po celou dobu bude vysílat data k retranslační družici. Pozemní operátor nebude mít možnost do letu nijak zasáhnout. Až k němu dorazí data, letoun už bude na povrchu. Křídlo letounu měří 60 cm a váha by se měla vejít do půl kilogramu – ovšem na Marsu, takže na Zemi je to něco málo přes kilogram.Vyroben má být z kompozitu nebo skelného vlákna.Testovací kus má za sebou teprve první zkušební let a přistání, které proběhlo teď v červnu. Do konce roku by chtěl tým otestovat Prandtl-m ve výškách nad 30 km. Zpočátku bude pro orientaci v terénu využita GPS, ale na Marsu si už bude muset poradit pouze s mapovými podklady a radarem. Po několika dalších testech v podobných výškách, bude čekat kluzák zkouška ohněm, respektive vynesení na vrcholu sondážní rakety až do výšky 140 km. Odtud bude klesat a teprve v 30 km se začne rozkládat a pokusí se letět a přistát. Teprve tato simulace bude nejrealističtěji napodobovat přistání na Marsu. Teprve tento test může otevřít bránu k účasti na skutečné marsovské misi.

 


Zdroje informací:
http://www.nasa.gov/centers/armstrong/features/mars_airplane.html

http://www.nasa.gov/centers/ames/research/2007/mars_airplane.html

http://marsairplane.larc.nasa.gov/reliability_2.html

http://marsairplane.larc.nasa.gov/platform.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Aerial_Regional-scale_Environmental_Survey

http://www.nasa.gov/centers/ames/research/technology-onepagers/mars-airplane.html

http://www.esa.int/Our_Activities/Human_Spaceflight/Exploration/Euroavia_students_design_Martian_aerial_vehicle

Zdroje obrázků:

http://www.spaceflight.nasa.gov/gallery/images/mars/marsbases/hires/s85_31477.jpg

http://www.nasa.gov/centers/glenn/images/content/101885main_C91_08781_516x387.jpg

http://www.nasa.gov/centers/ames/images/content/107199main_AME.gif

http://www.nasa.gov/centers/ames/images/content/183951main_med_Pizarro%20-%20Matador%2003.jpg

http://www.wpafb.af.mil/shared/media/photodb/web/061129-F-1025B-002.JPGhttp://marsairplane.larc.nasa.gov/graphics/unfolding_sequence_1.jpg

http://marsairplane.larc.nasa.gov/graphics/group_planes_480.jpg

http://marsairplane.larc.nasa.gov/graphics/cover_open_480.jpg

http://www.nasa.gov/sites/default/files/styles/full_width/public/thumbnails/image/mars_prandtl-m.jpg?itok=vjFr2Kp2

http://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/ed15-0193-336.jpg

Psáno pro Kosmonautix a osel.cz

Datum: 04.07.2015
Tisk článku

Bruno Mars - Biografie popového zpěváka - Herbert Emily
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 99 Kč
cena: 83 Kč
Bruno Mars - Biografie popového zpěváka
Herbert Emily
Související články:

Nalezenec Beagle 2     Autor: Tomáš Kohout (17.01.2015)
Vědci jako hologramy na Marsu     Autor: Tomáš Kohout (23.01.2015)
Co NASA dělá pro osidlování cizích světů     Autor: Tomáš Kohout (17.06.2015)



Diskuze:

Obrázky

Michal Pilný,2015-07-14 01:07:48

Díky autorovi za prima článek. Mám ale jednu technickou: podle mého názoru je úplně zbytečné dávat do článku rozklikávací obrázek, pokud se po rozkliknutí zobrazí ve stejné velikosti jako v článku, protože ... je to úplně zbytečné.

Odpovědět

Marsovské letadlo

Vlastislav Výprachtický,2015-07-07 07:46:16

navrhoval bych talířový tvar plněný heliem s photovoltaickým povrchem uzpůsobený jako dron. Všechno značně odlehčené.

Odpovědět

proč článek o letadle a ne o jiném typu létajícího stroje

Tomáš Kohout,2015-07-06 23:50:51

Letadlo má aktuálně poměrně reálnou šanci, že bude přibaleno k roveru 2020, zatímco balón a spol. v současné chvíli podobné štěstí nemají.

Co se týče balónů a vzducholodí, nějaké návrhy jsou. Vypadá to na plnění vodíkem, jehož použití na Marsu je bezpečnější než na Zemi.

Odpovědět

Lepší a levnější varianta

Petr Szotkowski,2015-07-05 22:06:55

Doporučuji využít meteorolgický balón naplněný vodíkem. Si myslím že může létat roky což letadlo asi těžko.

Odpovědět

A co něco

Mojmir Kosco,2015-07-05 15:49:53

levnějšího typu kvadriptery .

Odpovědět

..........

Milan Baran,2015-07-05 09:51:23

Mne to pripadá, že nevedia čo od toho čakať. Možno by sa hodil napríklad balón, alebo vírnik.

Odpovědět


Re: ..........

Ondi Vo,2015-07-05 15:09:28

Balon je neřiditelný a musel by se pohybovat asi ve větších výškách, tedy snad na hranich atmosféry. Tedy ne o moc blíž povrchu, než satelit na orbitu.

To, co plánují je kluzák, který pomocí motoru s vrtulí své klouzání prodlouží snad o půl hodiny. Někdy mu však dojde energie a následuje tvrdé přistání mezi kameny s destrukcí objektu.

Vrtulník by byl asi nejlepší a nejtrvalejší řešení a dal by se po přistání na základně znovu nabít - ale právě, vyžaduje základnu s hangárem, tedy ochranu proti marsovským vichrům a písečným bouřím. Vírník potřebuje, i když kratší, tak přece jenom rovnou a hladkou přistávací a startovací dráhu.

Odpovědět


Re: Re: ..........

Milan Baran,2015-07-05 17:36:17

Balón čiastočne teplovzdušný by sa mohol s trochou dobrej vôle dlhodobo výškovo riadiť. Vírnik sa mi zdá skladnejší, ako klasické vrtuľové lietadlo. Možné je ešte nafukovacie lietadlo.

Odpovědět


Re: Re: Re: ..........

Milan Baran,2015-07-05 17:37:25

Ide o jednorazovú záležitosť - rozložiť, polietať a rozbiť.

Odpovědět


Re: Re: Re: ..........

Ondi Vo,2015-07-05 18:35:40

Problém na Marsu je v získávání potřebné energie. Tím je horkovzdušný balon prakticky vyloušen, musel by mít na palubě vedle paliva i okysličovadlo. To bych spíš typoval na vodíkový balon. Vodík by si moh eventuelně doplnit elektrolyzou vody, která by na Marsu měla být. Zádrhel je v na polovinu redukované sluneční konstantě oproti místu na orbitu Země.

Před nějakým desetiletím představil jeden výrobce vzduchotechniky své nafukovací letadlo. Pokus se nějak nevydařil, mělo to jak špatnou aerodynamiku, tak slabý motor. Sotva se to odlepilo od země. No a po válce vyrobil Goodyear několik prototypů nafukovacích letadel, ale asi to také nebylo to pravé.
Další problém pro opakovaně použitelná letadla na Marsu je neexistující letiště, tedy rovná dráha bez překážek.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: ..........

Doctor Cz,2015-07-05 23:59:28

Co třeba vzducholoď se solarním panelem na zádech a bombičkou vodíku na břichu? Řídit by se to dalo a lítat to může týdny...

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: ..........

Milan Baran,2015-07-06 10:09:27

Mal som na mysli vodíkový balón prihrievaný napríklad hydrazínom. Nedávno som videl v TV náučný film natočený z nafukovacieho motorového závesného klzáka tuším francúzskej výroby, spotreba asi 3 litre na hodinu. S letiskom sa nepočíta, nakoniec to flákne o Mars.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni
















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace