И на Марсе будут бабочки летать

Лет сорок назад народ, в упоении от выхода в космос, человек пел о том, что "и на Марсе будут яблони цвести". Ныне поют совсем иные песни, однако исследование далеких планет с "недружелюбной" окружающей средой - по-прежнему мощнейший стимул для разного рода инженерных проектов, порой весьма экзотических.

Вообще говоря, летающие роботы давно разрабатываются американскими учеными в нескольких исследовательских центрах по заказу Министерства обороны. Небольшой, размером с воробья аппарат-шпион, способный как зависать в воздухе, так и ползать по земле, оказал бы военным неоценимую помощь не только при рекогносцировке на местности, но и, скажем, при обследовании подземных бункеров. Однако для ученых из Института технических исследований Джорджии (GTRI) значительно больший интерес представляет альтернативная версия робота-энтомоптера, создаваемая специально для исследований Марса.

Полеты на Красной планете сами по себе представляют серьезнейшую техническую проблему. Атмосфера там на 95% состоит из двуокиси углерода, а кислорода в ней меньше процента. Таким образом, традиционные для Земли двигатели внутреннего сгорания отпадают сразу, да и разреженность марсианской атмосферы существенно усложняет полет аппаратов с неподвижным крылом, поскольку для достижения необходимой подъемной силы требуется более высокая скорость. Но при больших скоростях полета усложняется посадка, так что даже главный «плюс» Марса - втрое меньшая сила тяжести - оказывается для традиционных аппаратов слабой подмогой.

Зато для робота-энтомоптера меньшая гравитация - большое подспорье. Главная особенность этого аппарата - в «насекомоподобном» устройстве крыльев. Отсюда, собственно, и родилось название «entomopter» (entomon - насекомое, pteron - крыло). В 1990-х годах ученые существенно продвинулись в понимании механизмов полета насекомых и вихревых феноменов, умножающих подъемную силу крыльев. Быстро движущиеся крылья позволяют этим хрупким созданиям мягко садиться и стремительно взлетать, мгновенно менять направление движения и зависать в воздухе. Существенный вклад в понимание аэродинамики полета насекомых внес профессор Кембриджского университета Чарльз Эллингтон (Charles Ellington), которого американцам удалось привлечь к участию в разработке энтомоптера.

Главная же заслуга ученых GTRI заключается в разработке «химического мускула» - оригинального двигателя, не нуждающегося в кислороде и выполняющего возвратно-поступательные движения с частотой до 70 циклов в секунду. Как показывают расчеты, этого вполне достаточно для подъема аппарата в воздух. Правда, ученым пока не по силам полностью воссоздать сложные махи насекомых, поэтому применена уже известная техника увеличения подъемной силы крыла за счет поддува сжатого газа (он вырабатывается как побочный продукт химической реакции в «мускулатуре»).

К сожалению, технические подробности устройства «химического мускула» пока засекречены, но после получения патента конструкция двигателя, возможно, станет более ясной. По оценкам разработчиков, уже сейчас можно создать роботов-разведчиков, способных улетать от движущейся по поверхности Марса платформы-базы на несколько сот метров. Затем, правда, им понадобится возвращаться на базу для пополнения запаса топлива.

[i42513]