Самолеты Марса (Sky-Sailor, ARES, AME, ...)

[Дмитрий Виницкий]

Где вы видели камеру в несколько кг на манипуляторе MERа?

[Asgard]

Где вы видели камеру в несколько кг на манипуляторе MERа?

Он по поверхности едет.

ХЗ но по виду на несколько кг тянет.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d8/NASA_Mars_Rover.jpg

[Дмитрий Виницкий]

Это не MER, а микрокамера и тут весит десятки грамм.

[Asgard]

Это не MER, а микрокамера и тут весит десятки грамм.

Что есть мер? вес всего марсхода 185 кг. Наверное колеса тяжелые.

[Дмитрий Виницкий]

А вы решили, что все роверы теперь будут тяжелее и тяжелее?

[pkl]

Достаточно камеры, чтобы снимать недоступные участки поверхности.

Фу, это не интересно. Ну что камера? Ну ладно, можно светофильтров с десяток, чтобы она могла функции спектрометра выполнять. Можно ещё микроскоп, рентгеновский флуоресцентный спектрометр, датчик электропроводности грунта, спектрофотометр, датчики давления и температуры и какие-нибудь нанодатчики для регистрации метана, аммиака или ещё каких малых примесей в атмосфере, но всё равно... зонд получается довольно узкоспециализированным и способным лишь на ограниченные обзорные исследования. Короче это зонд-разведчик и только. Марсоход он не заменит. Да и дрейфующий аэростатный зонд способен провести более глубокие исследования.

[pkl]

А вы решили, что все роверы теперь будут тяжелее и тяжелее?

Я уверен, что да. Мы ещё с буровой установкой не игрались. :roll:

[Дмитрий Виницкий]

Вовсе не факт. Следующим номером программы была биолаборатория, а теперь она висит в призрачной дымке. Так что джипиэлевские заначки на тему массогабаритных решений аля MER, обретают актуальность.

[pkl]

Да судя по последним новостям, мы в обозримом будущем вообще никаких новых запусков к Марсу не увидим. Так что пусть хоть так, чем вообще никак. Про биолабораторию - одна надежда, что мы с Европой договоримся.

[Дмитрий Виницкий]

Не сомневайтесь - улетит Обама, полетят АМС

[pkl]

Хорошо бы... :roll:

[Salo]

http://www.aviationweek.com/Article.aspx?id=/article-xml/asd_06_14_2012_p05-01-467652.xml&p=1

Martian Airways Offer New Avenue For Exploration[/size]
By Mark Carreau
Source: Aerospace Daily & Defense Report
June 14, 2012

HOUSTON — After five decades of reconnaissance by flyby missions, orbiters, landers and rovers, Mars may be prime for scrutiny from the air, according to scientists and engineers gathered for a NASA-sponsored Mars Program Planning Group (MPPG) workshop organized by the space agency to forge an exploration strategy that achieves more with less.

Proponents presented the three-day gathering with plans for unmanned hypersonic aircraft, slow-moving UAVs, ultra lights and balloons toting cameras, spectrographs, radar and other instruments to prepare the agency and its international partners for the eventual exploration of Mars by humans. "It's going from the lunatic fringe to conventional wisdom," says Larry Lemke, an Ames Research Center proponent who has studied aerial platforms on Mars since the early 1990s. "It has to compete it's way into the program, justify that its costs are better than other ideas."

His proposal, a solar-powered, eight-bladed vertical-takeoff-and-landing UAV, would operate semi-autonomously, scouting out and flying from one landing site to another as it scanned crater walls in search of fresh water flows.

Multiple platforms

University of Maryland researchers favor a novel, multiple-platform approach comprised of a low-drag orbiter modeled after the X-43 that could dip to altitudes of less than 100 km (60 mi.) above the planet for science surveys. One of 25 RTG (radioisotope thermal electric generators)-powered descent modules would be released from the orbiter's underbelly. After ejecting 15 smaller "explorers" of its own, the descent module would descend to the ground, functioning as a data recorder and transmitter. The explorers would flutter to the surface like maple seeds, gathering atmospheric data.

"It sounds like a horror movie, but it's pretty cool," said Joseph Lukas, one of the Maryland proponents.

The "gas hoppers" proposed by Robert Zubrin, president of the Mars Society, would draw carbon dioxide from the Martian atmosphere as fuel to rocket from sites separated by 10 to 20 km. A winged, solar-powered version would offer 10 times the range. Either version, equipped with ground-penetrating radar, would search for subterranean ice deposits — signaling either a site for microbial life or a resource for astronauts.

Like their aerial rivals, helium- or hydrogen-filled balloons could cover more ground than a rover but remain aloft for weeks to months and fly as a lightweight secondary payload, according to Aron Wolf, a Jet Propulsion Laboratory researcher. The high-altitude, loitering balloon could be ideal for charting regional magnetic fields.

The three-day MPPG workshop, hosted by the NASA-funded Lunar Planetary Institute (LPI), was convened by NASA to assist in the replanning of its long-term Mars exploration strategy in response to deep spending cuts outlined in the space agency's proposed 2013 budget.

The White House proposed a 40% reduction, or $361 million, for next year. The annual total falls below $190 million in 2015, before rising to $503 million in 2017, according to NASA budget projections.[/size]

[instml]

Thursday, July 5, 2012

Mars Concepts and Approaches - Aerial Concepts

If you are an ecologist, as I am, summer is likely to be your busy season.  Phil Horzempa, who wrote the last post also, is kindly helping to fill the gap.  With this post, Phil continues to look at the ideas presented at the Mars Concepts and Approaches Workshop with an emphasis on concepts for aerial missions.  - VRK

Aerial Mobility and MPPG Strategy

The Mars Concepts workshop was a feast for those interested in exploring the Red Planet.There were numerous suggestions for ways to get around on Mars. In today's post, I will focus on one sector - aerial mobility.

Balloons and airplanes were once touted as a way to obtain very detailed visual images. However, proposals such as the MAGIC ultra-high-resolution camera (1) promise to produce images from a Mars orbiter that would make those systems obsolete. Multi-spectral imaging systems with much higher resolution than the CRISM spectrometer onboard the MRO are also being planned. Therefore, those who propose aerial systems have found new uses for them.

One suitable task for an aerial platform would be to visit, up-close, more sites than could a rover.Another advantage of aerial vehicles is the ability to get to sites that are inaccessible to rovers, such as recurrent gullies on crater rims. High-resolution, non-visual, non-infrared, remote sensing is yet another. This would include searching for underground ice or methane seeps, or high-resolution mapping of remanent magnetism in Mars' ancient crust. In addition, with NASA now seeking synergy between manned and unmanned Mars programs, the proposals often make a nod toward their usefulness in obtaining precursor data.

There were proposals for balloons and airplanes at this meeting.However, this worksop also featured presentations for aerial systems that are quite innovative. Let's begin with a few of those concepts.

The first category includes Mars hoppers. This concept envisions a lander that is able to make substantial hops from place to place on Mars. This allows rover-class investigations to be conducted at widely separated locations. One hopper proposal, by Moeller (2), could travel approximately 70 km per hop. It would use radioisotope energy to run an in-situ resource unit (ISRU) device to generate CO2 and O2. The CO2 is then "burned" as rocket fuel for its thrusters. It takes a hop about every 200 days.A rather able, yet complex design.

Also in this category are hoppers that use compressed CO2. One of these is Robert Zubrin's Gashopper vehicle (3). This design is simplicity itself, as far as its fuel supply. It would use compressed Martian air (essentially pure CO2) and use it as thruster "propellant." Elegant in design, with no combustion chamber required. The Gashopper's fuel supply would be unlimited - the atmosphere of Mars. The CO2 is stored as a liquid at 10 Bar pressure, with no cryogenic storage and handling required. As Zubrin pointed out, CO2 is a poor rocket propellant, but it is readily available. To produce thrust, the CO2 is passed over a 1,000K pellet bed. At 80 lb. of thrust each, the thrusters can propel the Gashopper to a distance of 20 miles, if it is a simple lander. However, with wings, each "hop" can be up to several hundred kilometers. In this concept, the Hopper could carry a mini-rover which would investigate each landing site for about a month, while the Hopper was replenishing its CO2 supply. The Hopper itself could carry a Ground Penetrating Radar, GPR, to search for underground ice deposits. (Figure 1)



Another example is the ASRG Geyser Hopper (4) which uses hydrazine pulsed thrusters. The advantage in this concept is the use of proven technology. This model of thruster was thoroughly tested for the Phoenix lander, and performed splendidly.

The next proposal in this category was a combination mission - hopper and entomopter (5). The hopper in this proposal mimics the jump mechanics of a frog. It will have 4 legs, with the knee joints powered by a pneumatic artificial muscle system. The muscles will use compressed CO2 drawn from the Martian atmosphere. A typical jump will travel 300 meters horizontally, with a maximum altitude of 150 meters. A proposed mission for this hopper would investigate the Arsia Mons system of lava tubes/skylights in the Tharsis region of Mars. (Figure 2) The hopper would position itself close to one of the skylights, then launch an entomopter to investigate the interior. An example of one of these bug-like robots was covered in my earlier post.

..................



REFERENCES

1. "Mars Geoscience Imaging at Centimeter-Scale (MAGIC) from Orbit"
 by Malin Space Science Systems
 http://www.lpi.usra.edu/meetings/marsconcepts2012/pdf/4325.pdf

2. "Mars Hopper for LongRange Mobility, Regional Surface and Lower Atmospheric Investigations, and In-Situ Resource Utilization" by Moeller et al
http:www.lpi.usra.edu/meetings/marsconcepts2012/pdf/4112.pdf

3."The Mars Gashopper" by R. Zubrin
 http://www.lpi.usra.edu/meetings/marsconcepts2012/pdf/4069.pdf

4. "ASRG Mars Geyser Hopper" by G. Landis et al
 http://www.lpi.usra.edu/meetings/marsconcepts202/pdf/4219.pdf

5. "Hopper/Entomopter Tandem System for Surface and Subsurface Exploration of Mars"
by Gemmer et al
http:www.lpi.usra.edu/meetings/marsconcepts2012/pdf/4160.pdf

6. "Mars Aerial and Subsurface Exploration Using the LArK (Lighter Than Air Kite) Concept"
by L.E. Edwin et al.
 http://www.lpi.usra.edu/meetings/marsconcepts2012/pdf/4194.pdf

7. "Vertical Takeoff and Landing UAV's for Exploration of Recurring Hyrological Events"
 by Lemke et al
 http://www.lpi.usra.edu/meetings/marsconcepts2012/pdf/4276.pdf

8. "Mars Cannon Assisted Flying Exploration (CAFE)
 by J.D. Denhar et al
http://www.lpi.usra.edu/meetings/marsconcepts2012/pdf/4271.pdf

9. NRC Committee on Astrobiology and Planetary Sciences (CAPS) Report of May 23, 2012
http://www.lpi.usra.edu/meetings/marsconcepts2012/reports/Concepts_and_Approaches_for%20Mars_Exploration_Final.pdf  

http://futureplanets.blogspot.com/2012/07/if-you-are-ecologist-as-i-am-summer-is.html

[Имxотеп]

Может ли пчела летать на Марсе.

Летать в атмосфере Марса непросто.  Ее плотность составляет всего 1% земной и для создания сравнимой подъемной силы требуется либо большая скорость полета, либо очень малая нагрузка на крыло.  Ни один из предлагавшихся ранее проектов марсианского самолета не смог удовлетворить этим жестким требованиям и пока изучение Марса с помощью авиации остается делом отдаленного будущего.

Но вот совсем недавно, на январской конференции AIAA группа товарищей из Алабамского университета сделала доклад  Marsbee - Can a Bee Fly on Mars?, в котором исследовались возможности полета насекомоподобного робота в атмосфере Марса. Дело в том, что малая плотность марсианской атмосферы приводит к малому числу Рейнольдса (Re~100...1000), а на таких режимах нестационарная аэродинамика машущего полета может обеспечить заметно больший коэффициент подъемной силы, чем традиционные схемы с фиксированным крылом.



Авторы создали математическую модель такого микроробота с размерами и энергетикой обычной пчелы и посмотрели, сможет ли он летать (хотя бы в режиме зависания) в марсианских условиях. Ответ несколько предсказуем – не может. А можно ли что-то с этим сделать? Оказывается можно.  Чем примечательны пчелы и шмели -  у них очень легкие крылья, всего 0.52% от массы тела и даже если их отмасштабировать в несколько раз взлетная масса летуна увеличится несильно. Авторы провели моделирование и показали, что пчела с размахом крыла в 3.5 раза больше обычного вполне может летать  на Марсе. Масса крыла растет пропорционально кубу размера, то есть увеличится примерно в 43 раза, но общая взлетная масса изменится всего на 0.52*43=22%.



Также была исследована динамика полета марсианской пчелы, ее устойчивость и потребная энергетика. Большие крылья приводят к меньшей частоте взмахов, примерно 60 Гц против 155 у земного шмеля, приходится менять кинематику взмаха и увеличивать энерговооруженность. Если обычный шмель характеризуется энерговооруженностью ~80 Вт/кг,  то марсианский должен иметь где-то 200-300 Вт/кг, но в принципе это достижимо.

Так или иначе, в условиях Марса миниатюрные летательные аппараты с машущими крыльями действительно могут стать реализуемой альтернативой традиционным самолетным схемам. Они способны обеспечить взлет и посадку в любом месте, большую гибкость, меньший вес и объем и возможно когда-нибудь займут свое место  в марсианских экспедициях.

[Denis Voronin]

Теоретически интересно, практически:
- научных приборов не нагрузишь
- дальность никакая

[pkl]

И есть большие сомнения в надёжности машущего механизма.

[instml]

Дирижабль на Марс нужно и ретранслятор на орбиту

[pkl]

Обычного аэростата достаточно.

[instml]

Аэростат летает куда попало