Marte será conquistado por zánganos de hojas que pesan una mosca

Marte será conquistado por zánganos de hojas que pesan una mosca
Marte será conquistado por zánganos de hojas que pesan una mosca
Anonim

Los ingenieros han desarrollado dispositivos extremadamente simples y baratos, cada uno de los cuales pesa mil millones de veces menos que cualquier rover. Más como hojas de papel, estas sondas están diseñadas para viajar a través de la atmósfera del Planeta Rojo y otros cuerpos celestes.

El desarrollo se describe en un artículo científico publicado en la revista Advanced Materials.

Recordemos que este verano la misión Marte 2020 debe ir al Planeta Rojo. En su marco, el primer helicóptero marciano de la historia irá a conquistar el cielo extraterrestre, del que habló en detalle Vesti. Nauka (nauka.vesti.ru).

No hay instrumentos científicos a bordo de esta nave espacial. Su tarea, al parecer, es extremadamente simple: realizar el primer vuelo en la atmósfera de Marte. Tal cautela de los ingenieros espaciales tiene una explicación completamente lógica: la tarea "extremadamente simple" de hecho puede resultar increíblemente difícil y arriesgada. Y los profesionales quieren reducir la cantidad de sistemas costosos que arriesgan.

Los autores del nuevo concepto ofrecen una solución diferente. ¿Qué pasa si desatas una flota de dispositivos increíblemente simples y baratos en los cielos del Planeta Rojo? Incluso si casi todos fallan, habrá al menos un número de sondas que hayan completado la misión.

"El helicóptero marciano es muy interesante, pero sigue siendo una sola máquina, y una compleja", explica el jefe del equipo de investigación Igor Bargatin de la Universidad de Pensilvania, ya que será imposible arreglar nada. Proponemos una fundamentalmente diferente enfoque: no pongas todos los huevos en una canasta ".

Los dispositivos creados por los investigadores no tienen partes móviles (es decir, son el punto más vulnerable de cualquier tecnología). El diseño es una placa literalmente ensamblada a partir de tubos huecos. Están hechos de óxido de aluminio y sus paredes tienen solo 50 nanómetros de espesor.

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El tamaño del dispositivo puede variar desde unos pocos milímetros hasta varios centímetros. En el primer caso, la masa de la estructura será de solo 0,3 miligramos (aproximadamente como la de una mosca de la fruta). Es decir, es millones de veces más ligero que el helicóptero marciano (1,8 kilogramos) y miles de millones de veces más ligero que el rover Perseverance, que lo llevará (1025 kilogramos).

La estructura "tubular" tiene dos propósitos. Primero, hace que el dispositivo sea mucho más duradero que una hoja sólida del mismo peso y dimensiones (lo cual es bien conocido por los fabricantes de cartón ondulado). Y en segundo lugar, sirve como motor de esta "alfombra voladora".

Cuando un lado de la estructura es calentado por los rayos del sol u otra fuente de calor, el gas atmosférico que llena los canales se pone en movimiento. Entumecido por un lado, se escapa por el otro, actuando como una corriente en chorro. El caso es que la temperatura de la pared del canal cambia en toda su longitud. Este efecto es conocido por los físicos desde hace mucho tiempo, pero aún no se ha utilizado para crear ningún tipo de vehículo volador.

El hecho es que con la fuerza habitual de la gravedad y la densidad del aire, los prototipos de tales dispositivos se elevan con orgullo a una altitud de … medio milímetro. No es de extrañar que los diseñadores de aviones ignoren este enfoque para conquistar los cielos.

Sin embargo, la presión atmosférica en Marte es 170 veces menor que en la Tierra. En tal entorno, los "aviones de Marte" no solo pueden elevarse a una altura decente, sino también llevar una carga que excede su propio peso varias veces.

Esto ya se ha demostrado en experimentos. Es cierto que la presión en las cámaras de prueba fue incluso más baja que en la superficie marciana (10-200 pascales contra 600 pascales). Pero hay que tener en cuenta que en el Planeta Rojo la fuerza de gravedad es 2, 6 veces menor que en el verde.

Pero, ¿qué cosas útiles pueden hacer estas pequeñas sondas? Teniendo en cuenta los continuos avances en la miniaturización de la electrónica, no es demasiado pequeño. Los desarrolladores esperan que los drones lleven sensores que determinen la composición de la atmósfera. Además, podrían tener una superficie pegajosa y acumular partículas de tierra sobre ella (cuando se plantan o directamente del aire). Estas muestras podrían enviarse luego al móvil para su análisis.

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En experimentos, los anillos de silicona simulaban una carga útil.

Foto de la Universidad de Pensilvania.

Por supuesto, en este último caso, habrá que controlar el movimiento de estos dispositivos. En teoría, esto es posible con un láser montado en el rover, que calentará la aeronave con la intensidad adecuada y en los lugares correctos. En la práctica, sin embargo, es probable que aquí surjan muchas dificultades. El vuelo controlado de un objeto parecido a una hoja otoñal no es fácil. Especialmente en un planeta tan ventoso como Marte, e incluso en modo automático (no tiene sentido siquiera proporcionar control manual, porque la señal de radio tardaría varios minutos en llegar a las antenas terrestres).

Sin embargo, los investigadores están llenos de optimismo. Sueñan con volar no solo en Marte, sino también en Plutón, así como en el satélite Tritón de Neptuno. Estos son planes verdaderamente napoleónicos, considerando que ni una sola nave espacial ha entrado en órbita alrededor de Neptuno o Plutón.

Sin embargo, la tecnología puede encontrar una aplicación más mundana (en todos los sentidos). Estamos hablando del estudio de las capas superiores de la atmósfera de nuestro planeta.

"La mesosfera de la Tierra es muy similar a la atmósfera marciana en términos de densidad, y actualmente no tenemos ningún [avión capaz] de volar allí, ya que es una altitud demasiado baja para satélites espaciales y demasiado alta para aviones y globos". explica Bargatin.

A los investigadores les gustaría tener instrumentos de medición allí. Cuanto más conocimiento tengamos sobre el movimiento del aire en estas altitudes, mejor podremos predecir los cambios en el clima de la Tierra e incluso el tiempo, señala el científico.

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