Изучение других планет – сложная задача, однако Институт перспективных концепций НАСА (NIAC) предлагает возможное решение, которое может облегчить этот процесс: рой роботов, имитирующих пчел.
Американское космическое агентство НАСА уже осуществило полет на Марс с помощью вертолета Ingenuity, который передал свое последнее сообщение на Землю в начале текущего года. Этот аппарат превзошел ожидания, совершив 72 полета за 1000 марсианских дней, в то время как изначально предполагалось выполнить всего пять.
Освоение полетов в земной атмосфере стало возможным, однако перенос этой технологии на другую планету — значительно более трудная задача.
«На Марсе гравитация значительно слабее — она составляет лишь треть от земной. Кроме того, там очень разреженная атмосфера, давление которой на поверхности равно всего 1 проценту от давления на Земле «, — это объясняется НАСА в пресс-релизе, посвященном первому полету Ingenuity. Поскольку атмосфера Марса очень разреженная, количество молекул воздуха, с которыми могут взаимодействовать две лопасти несущего винта Ingenuity длиной 1,2 метра для осуществления полета, крайне ограничено.
В условиях разреженной атмосферы рой роботов, созданных по образу и подобию природы, мог бы успешно развиваться.
«Перелетные птицы демонстрируют поразительную способность к полетам на значительные расстояния, которые кажутся непропорциональными их размерам. Так, бабочки-монархи (с размахом крыльев 10 см) совершают перелет на 4 000 км из Северной Америки в центральную Мексику, и, по некоторым сведениям, достигают в полете высоты до 3 353 метра. Странствующий альбатрос (с размахом крыльев 3,1 м) способен совершить 2-3 кругосветных путешествия вокруг Антарктиды, преодолевая путь в 120 000 км «, — это было нашей отправной точкой», — отмечают ученые из лаборатории Kanglab при Университете Алабамы в Хантсвилле (UAH), говоря о том, что послужило источником вдохновения для разработки Marsbee.
Несмотря на то, что аэродинамика, обеспечивающая столь длительные перелеты, пока не изучена, последние исследования демонстрируют, что применение легких, гибких крыльев способствует энергоэффективному маховому движению. Предполагается также, что гибкость этих крыльев помогает планировать и скользить в условиях нестабильной атмосферы.
Миниатюрные марсианские роботы, напоминающие пчел по размеру, но с крыльями, как у цикад, получат датчики и средства связи. Они будут осуществлять полет, собирать информацию и возвращаться на марсоход, который послужит им базой. При разработке роботов будет уделено особое внимание энергоэффективности: ожидается, что время полета составит 16 минут при использовании доступных коммерческих батарей.
Миниатюрные марсианские роботы, напоминающие пчел по размеру, но с крыльями, как у цикад, получат датчики и средства связи. Они будут осуществлять полеты для сбора данных и возвращаться на марсоход, который станет их базой. Проектирование роботов будет ориентировано на максимальную энергоэффективность: ожидается, что время полета составит 16 минут при использовании доступных коммерческих батарей.
«Предварительные расчеты свидетельствуют о том, что крыло, заимствованное у цикады, позволит пчеле создавать необходимую подъемную силу для зависания в условиях марсианской атмосферы «, — поясняет на сайте NIAC доцент университета Чанг-Квон Канг (Chang-kwon Kang). » Благодаря применению гибких крыльев и новой системы накопления энергии, марсианской пчеле потребуется значительно меньше энергии «.
Помимо высокой производительности, важным преимуществом проекта является небольшой вес Marsbee, который значительно меньше, чем у других роботов.
«Оптимизированный для соответствия требованиям к полезной нагрузке межпланетного космического аппарата, меньший объем предоставляет значительно большую гибкость «, — пояснил Канг. «Marsbee также характеризуется повышенной отказоустойчивостью благодаря своей архитектуре «.