Ingenieure haben ein motorloses Segelflugzeug entwickelt, das über der Marsoberfläche schweben kann
In seiner Arbeit, veröffentlicht in der ZeitschriftLuft- und Raumfahrt beschreiben die Forscher das Konzept eines kleinen Flugzeugs mit einer Spannweite von knapp 3,5 m. Leichte, kostengünstige Windsegler nutzen mehrere unterschiedliche Flugmethoden: einfachen statischen Schwebeflug bei ausreichend vertikalem Wind und dynamischen Schwebeflug.
Dynamisches Segeln ist eine Methode, die auf der Zunahme der horizontalen Windgeschwindigkeit mit der Höhe basiert. Ein solches Phänomen ist, wie frühere Missionen zeigten, auf dem Mars weit verbreitet.
Schema des dynamischen Höhenflugs. Quelle: Adrien Bouskela et al., Luft- und Raumfahrt
Dynamisches Schweben ähnelt dem S-förmigen Muster,mit denen Skifahrer den Berg hinunterfahren. Das Segelflugzeug bewegt sich entlang einer gewundenen Bahn. Mit jedem Richtungswechsel beginnt er auch an Höhe zu gewinnen. Der Unterschied in der horizontalen Windgeschwindigkeit während dieses Manövers hilft, das Flugzeug zu beschleunigen.
Flugzeuge fliegen in einem leichten Aufwärtswinkelhin zu einem langsamen schwachen Wind, erklären die Forscher. Wenn sie den schnelleren Höhenwind erreichen, drehen sie sich um 180 Grad und lassen den Hochgeschwindigkeitswind in einem leichten Abwärtswinkel vorwärts strömen. Wenn die Energie des Hochgeschwindigkeitswinds erschöpft ist, wiederholt das Flugzeug das Manöver.
Das Gerät wird eine Nutzlast tragen können, die verschiedene Sensoren zur Erforschung des Roten Planeten enthält. Bild: Emily Dieckman, College of Engineering, University of Arizona
Es gibt bereits Flugzeuge auf dem Mars, aberDie Schwierigkeit, in der verdünnten Atmosphäre des Roten Planeten zu fliegen, erfordert viel Energie, um Auftrieb zu erzeugen. Der Ingenuity-Helikopter nutzt zum Beispiel Solarenergie. Gleichzeitig reiche die Ladung aus, um etwa drei Minuten am Stück in einer Höhe von nur 12 Metern zu fliegen, sagen die Ingenieure.
Die Forscher planen, ihr Gerät vor Ende des Sommers in der verdünnten oberen Atmosphäre der Erde zu testen, um die Fähigkeit des Segelflugzeugs zu demonstrieren, auf dem Mars zu fliegen.
Geräteprototyp. Bild: Emily Dieckman, College of Engineering, University of Arizona
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