Bước tiến mới: Các nhà khoa học đã thiết kế được một tàu lượn có thể bay như “chim hải âu” trên Sao Hỏa!
Với sải cánh 3,35 mét, chiếc tàu lượn này có thể hoạt động liên tục nhiều ngày trên Hành tinh Đỏ.
Hiện tại, các nhà khoa học NASA đã phát triển một tàu lượn (Mars Glider) có thể bay lên trên bề mặt Sao Hỏa, nó có liên tục bay trong nhiều ngày như "chim hải âu". Khi được đưa vào hoạt động, tàu lượn không động cơ này có thể được sử dụng để thu thập dữ liệu khí quyển và địa chất trên Sao Hỏa. Trọng lượng của nó là 5 kg, sải cánh có thể dài tới 3,35 mét, và cũng giống với sự ví von ở trên, kích thước tổng thể của tàu lượn này gần như tương đương với kích thước của một con chim hải âu.
Trong ảnh là hoạt động phóng thử phiên bản đầu tiên của tàu lượn. Trong quá trình phóng, tàu lượn được gắn vào một khí cầu bong bóng vũ trụ và cuối cùng hạ cánh từ từ trên mặt đất.
Tàu lượn trên Sao Hỏa có thể được đưa lên bề mặt của Hành tinh đỏ bằng những quả bóng bay vũ trụ, sau đó nó sẽ mở rộng đôi cánh gấp khúc ban đầu và bay chỉ bằng năng lượng gió trên hành tinh này. Nhờ vào những bước tiến trong công nghệ và thiết kế, con tàu lượn này có thể sử dụng năng lượng gió để bay quanh các cấu trúc địa chất của Sao Hỏa như hẻm núi và núi lửa.
Được biết, tàu lượn trên Sao Hỏa là một nguyên mẫu được phát triển bởi các nhà khoa học hành tinh của NASA và các chuyên gia hàng không tại Đại học Arizona. Họ đã thử nghiệm tàu lượn này trong vùng sa mạc của Trái Đất (mô phỏng địa hình của Sao Hỏa), để xem việc sử dụng bóng bay để đưa tàu lượn vào bầu khí quyển của Trái Đất có thực sự hiệu quả hay không, và sau đó điều chỉnh cho nó có thể hoạt động được trên Sao Hỏa.
Tiến sĩ Alex Kling, trưởng dự án Mars Glider, là một nhà khoa học nghiên cứu tại Trung tâm Mô hình Khí hậu Sao Hỏa của NASA cho biết: “Sử dụng tàu lượn trên Sao Hỏa làm nền tảng do thám là một điều hết sức cần thiết, nó sẽ cung cấp cho chúng ta rất nhiều dữ liệu quan trọng cũng như đảm bảo sự an toàn cho phi hành đoàn trước khi hạ cánh xuống Sao Hỏa”.
Tàu lượn Sao Hỏa được thiết kế có chứa một loạt các cảm biến điều hướng, cũng như camera, cảm biến nhiệt độ và khí, để thu thập thông tin về bầu khí quyển và địa hình của Sao Hỏa.
Hiện tại, 8 tàu thăm dò trên quỹ đạo Sao Hỏa đang hoạt động bình thường. Ngoài ra, 3 tàu thăm dò đang băng qua bề mặt cát phẳng và vẽ bản đồ những khu vực nhỏ của bề mặt Sao Hỏa.
Tuy nhiên, những thay đổi trong khí hậu Sao Hỏa và các đặc điểm địa chất quy mô lớn như núi mới chính là điều mà các nhà khoa học đang quan tâm và cần phải điều tra, nghiên cứu thêm. Năm 2021, NASA đã triển khai máy bay trực thăng "Intent" trên bề mặt Sao Hỏa, nó được thiết kế để khám phá môi trường Sao Hỏa, nhưng máy bay trực thăng này chỉ có thể bay tối đa 3 phút mỗi lần.
Theo "Aerospace Magazine", tàu lượn trên Sao Hỏa có lợi thế là nó có thể ở trên không lâu hơn và sử dụng các cảm biến bay, do đó nó có thể phục vụ công việc nghiên cứu, khảo sát và thu thập dữ liệu tốt hơn.
Tiến sĩ Kling cho biết: "Khu vực khảo sát của dự án Mars Glider là nơi giao nhau giữa bề mặt và bầu khí quyển, đây cũng chính là nơi có nhiều gió và hẻm núi - khu vực mà trước đây chúng ta chưa có nhiều dữ liệu liên quan".
Hiện tại, nhóm nghiên cứu đã thực hiện mô hình toán học mở rộng về kiểu bay của tàu lượn dựa trên dữ liệu khí hậu từ Sao Hỏa. Nó sẽ sử dụng một số phương pháp bay khác nhau, bao gồm: bay tĩnh đơn giản với đủ gió thẳng đứng hoặc bay "động".
Tàu lượn có thể được thả trong bầu khí quyển Sao Hỏa và dang rộng đôi cánh của chúng giống như xếp giấy origami.
Giống như một con chim hải âu trên một chuyến bay dài, chuyến bay động sử dụng tốc độ gió ngang tăng theo độ cao địa hình để nâng cao lợi thế bay, một hiện tượng phổ biến hơn trên bề mặt Sao Hỏa. Theo đó, con tàu sẽ bay theo hình chữ S, tương tự như vận động viên trượt tuyết điều khiển tốc độ để trượt xuống núi. Nhưng thay vì giảm tốc độ mỗi khi tàu lượn thay đổi hướng, nó tăng tốc độ với góc bay hơi hướng lên.
Khi tàu lượn gặp những cơn gió nhanh hơn, ở độ cao lớn hơn, nó sẽ quay 180 độ, cho phép gió tốc độ cao đẩy nó bay theo một góc hướng xuống nhẹ. Khi cạn kiệt dần năng lượng, nó sẽ tiếp tục bay theo hình chữ S để thu năng lượng trong bầu khí quyển Sao Hỏa.
Đồng tác giả nghiên cứu Jekan Thanga thuộc Đại học Arizona cho biết: “Đó là điều mà mọi người không thể tin được cho đến khi họ nhìn thấy nó”.
Sau khi tàu lượn hạ cánh, nó sẽ tiếp tục truyền thông tin của bầu khí quyển Sao Hỏa tới tàu vũ trụ, về cơ bản nó sẽ trở thành một trạm nghiên cứu thời tiết trên Sao Hỏa.
Mùa hè năm nay, nguyên mẫu Mars Glider đã bay ở độ cao 4.572 mét trên Trái Đất, việc thử nghiệm được diễn ra tại sa mạc, nơi bầu khí quyển mỏng hơn và điều kiện bay gần giống với Sao Hỏa hơn.
Giáo sư Sergey Shkarayev, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: "Chúng ta có thể sử dụng Trái Đất như một phòng thí nghiệm để nghiên cứu các chuyến bay trên Sao Hỏa, tuy nhiên về quỹ đạo bay thực tế, khả năng cập bến và hệ thống v.v. vẫn cần phải được nghiên cứu chuyên sâu. Nhưng chúng tôi hy vọng rằng tàu lượn trên Sao Hỏa sẽ chính thức đi vào hoạt động trong vài năm nữa chứ không phải vài thập kỷ sau".
