Program NIAC financuje studie projektů, u kterých se nedá předpokládat praktické uplatnění v blízké budoucnosti. Možná i proto jsou tak lákavé. Dávají nám možnost nahlédnout do budoucnosti, která v některých případech může splývat se sci-fi. Ne všechny podpořené projekty se však dočkají realizace. Jaký bude osud návrhu MAGGIE (Mars Aerial and Ground Global Intelligent Explorer), se kterým přišel Ge-Cheng Zha, zatím nevíme, ale na pohled vypadá mimořádně zajímavě.
Ge-Cheng Zha se svým týmem předložili návrh inovativní průzkumné mobilní platformy založené na letounu s pevným křídlem s ultravysokou účinností, které by čerpalo energii z fotovoltaických článků. Stroj by mohl létat v atmosféře Marsu, zvládal by technologii vertikálního startu a přistání (VTOL). Přeletová rychlost MAGGIE by byla 0,25 Mach a koeficient vztlaku 3,5, což je podle autorů zhruba o řád vyšší, než v případě konvenčních subsonických letounů, aby byla překonána nízká hustota atmosféry Marsu. Dolet MAGGIE při plně nabitých akumulátorech (jednou za 7,6 solu) by byl 179 kilometrů ve výšce 1 000 metrů. Za jeden marsovský rok by tak MAGGIE mohla nalétat 16 048 km.
MAGGIE by mohla sloužit především třem atmosférickým a geofyzikálním výzkumům. Jde třeba o studium původu a historie dynama v jádru Marsu od slabého magnetického pole na základě slabých magnetických polí zjištěných ve velkých impaktních pánvích, regionální výzkum zdroje metanu, které byly detekovány spektrometrem na roveru Curiosity v kráteru Gale a mapování podpovrchového vodního ledu s vysokým rozlišením ve středních marospisných šířkách, kde byla přítomnost ledu pozorována z oběžné dráhy.
Koncepční studie systému MAGGIE naznačuje, že tento projekt by mohl být realizovatelný, ale je třeba jej ve fázi I dále analyzovat, navrhnout a prověřit v podmínkách marsovské atmosféry. MAGGIE by byla schopna provést první marsovskou atmosférickou misi v globálním měřítku a provést revoluci v našich možnostech zkoumání prakticky celého povrchu Marsu. Atraktivitu létajících zařízení na Marsu již dostatečně prokázal vrtulník Ingenuity. MAGGIE by byla pro veřejnost podobně přitažlivá, a to jak svou odvahou, tak rozmanitostí prostředí, které by mohla studovat. Tato technologie by také vylepšila technologii letounů VTOL na Zemi a jiných planetách.
Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2024/01/2024-ph-i-zha-graphic.png
Pokud by někde mohlo létat letadlo, mohla by efektivněji i vzducholoď?
Těžko říct, jestli by to pomohlo. U Ingenuity autoři kompenzovali nízkou hustotu atmosféry vysokou rychlostí otáček rotoru, aby dosáhli dostatečného vztlaku. U vzducholodi (nebo jak by se to mělo jmenovat, když to nemá létat ve vzduchu :-)) ale není nízkou hustotu jak kompenzovat. Podle ChatGPT je hustota atmosféry Marsu cca 0,02 kg/m3, hustota vodíku při tlaku na Marsu by prý byla 0,0007 kg/m3 (počítáno také ChatGPT pro tlak 600 Pa a teplotu 210 K, nicméně pro naše účely stačí, že je to snad řádově nižší hodnota, než těch 0,02 kg/m3). To znamená, že kubík objemu vzducholodě by teoreticky unesl necelých 20 gramů. Otázkou je, jestli vůbec umíme udělat materiál pláště, který zadrží molekuly vodíku a současně nebude těžší, než takto získaný vztlak, samozřejmě pro nějakou rozumnou velikost vzducholodi. Z pohledu realizovatelnosti by navíc asi bylo potřeba, aby to přiletělo sbalené a nafouklo se to až na Marsu, tj. vzducholoď by asi musela být nevyztužená, tedy lehce přetlakovaná, což znamená vyšší hustotu náplně a nižší nosnost.
Protože plášť vzducholodi/balónu se zvětšuje s druhou mocninou a objem se třetí mocninou, bylo by to matematický možné. Ale určitě gigantické. Pro nosnost jedné tuny to neumím počítat. Spíš nadhodím problém poškození meteority, které by statistický s velikostí vzrostlo. V řídké atmosféře neshoří.
Určitě souhlas – vzducholodi bývají obrovské právě proto, že potřebují tou třetí mocninou překonat tu druhou :-). Nicméně ten nárust rozměrů znamená také obrovské problémy s „logistikou“, tj. jak to tam dostat, jak to naplnit (převoz velkého množství vodíku nebo snad výroba on-site z nějakých hornin, protože v atmosféře prakticky není ani vodík, ani jeho sloučeniny, až na trochu metanu a to jak kde) a taky co pak s tím kolosem dělat :-). Velké rozměry budou způsobovat náchylnost na působení větru a „přeprat“ jej motory zase povede k jejich velkým rozměrům a spotřebě energie. Myslím, že toto je slepá ulička, kterou by snad ani Jára Cimrman neprošlapával :-).
Souhlasím, že na Marsu je vzducholoď nevhodná. Ale na planetách s hustou atmosférou bych si ji představit dokázal. Venuše nebo Titan jsou ideálními kandidáty. I v atmosférách plynných planet by mohla fungovat vzducholoď (i když by asi stačil pasivní balón). Akorát by se musel nosný plyn ohřívat (možná nějakým jaderným zdrojem), protože nic lehčího než vodík v atmosférách těch planet, neseženeme. Zase by se nemusel vozit, balón by se naplnil z místních zdrojů.
Nejsem si jistý, ale neplánuje se náhodou nějaká taková mise s balónem v atmosféře Venuše? Zkoušel jsem to teď rychle najít, ale nenašel jsem. Nicméně souhlasím, že pro Venuši by to mohlo být zajímavé, umím si představit i nějaký podvěšený snímač, který by tak mohl „nakouknout“ blíže k povrchu a přitom nebýt vystaven těm úplně pekelným podmínkám dole (popř. by mohl být spuštěn vždy jen na chvíli a pak se ochladit vytažením zpět nahoru).
Byl tu článek o dvou schválených misích.
https://kosmonautix.cz/2021/06/nasa-vybrala-dve-mise-k-pruzkumu-venuse/
Od uvažovaných „vzducholodí“ se prý upustilo.