火星のための飛行車両を構築することは、地表の探査に大きな利点があります。それは、海面での地球の空気密度のわずか1.6％です。つまり、従来の航空機は火星で非常に速く飛行しなければなりません。あなたの平均的なセスナは困っているでしょう。
しかし、自然はこの問題を見る別の方法を提供するかもしれません。
飛んでいる（または泳いでいる）動物、機械などの流体状態は、レイノルズ数（Re）と呼ばれるものによって要約できます。 Reは、特性長さx速度x流体密度を動粘度で割った値に等しくなります。これは、粘性力に対する慣性力の比率の尺度です。平均的な飛行機は、高いRe：空気粘着性に比べて多くの慣性で飛行します。火星の空気密度が低いため、その慣性を得る唯一の方法は、本当に速く進むことです。ただし、すべてのフライヤーが高いReで動作するわけではありません。ほとんどの飛行動物は、はるかに低いReで飛行します。特に、昆虫は（比較的言えば）非常に小さいレイノルズ数で動作します。実際、昆虫の中には、飛ぶのではなく、空中を泳ぐほど小さいものもあります。したがって、バグのような生き物や小さな鳥をほんの少し拡大すると、非常に速く移動しなくても、火星の大気中を移動できるものが得られる可能性があります。
小さなボットを制約する方程式系が必要です。難しいことではないことがわかりました。おおよその概算として、Colin Pennycuickの平均フラッピング周波数方程式を使用できます。 Pennycuick（2008）の羽ばたき周波数の予想に基づいて、羽ばたき周波数はおおよそ、体重の3/8乗、重力加速度の1/2乗、スパン-23/24乗、翼面積の-1として変化します。 / 3乗、流体密度を-3/8乗。火星の重力と空気密度に合わせて調整できるため、これは便利です。しかし、合理的な方法で翼から渦を放出しているかどうかを知る必要があります。ありがたいことに、既知の関係もあります。それはストルーハル数です。 Str（この場合）は、羽ばたき振幅x羽ばたき周波数を速度で割ったものです。巡航飛行では、かなり制約されています。
したがって、ボニーはペニーキュイックの方程式と一致しながら、最終的にStrが0.2から0.4になるはずです。そして、最後に、生きている大きな飛翔昆虫の範囲内のレイノルズ数を取得する必要があります（小さな昆虫は、推進力の多くが抗力ベースである奇妙な領域で飛ぶため、ここでは無視します）。ホークモスはよく研究されているので、さまざまな速度に対応するRe範囲があります。速度にもよりますが、約3,500から約15,000です。したがって、その球場のどこかで実行されます。
システムを解決するにはいくつかの方法があります。洗練された方法は、曲線を生成して交点を探すことですが、高速で簡単な方法は、それを行列プログラムに打ち込み、反復的に解くことです。可能なすべてのオプションを紹介するわけではありませんが、アイデアを出すのにかなりうまくいったものを以下に示します。
質量：500グラム
スパン：1メートル
翼のアスペクト比：8.0
これにより、リフト係数0.5（巡航には妥当）でStrが0.31（金額的に正しい）とReが13,900（まとも）になります。アイデアを与えるために、このボットは（アヒルのように）鳥のように大まかにプロポーションを持ちますが、少し明るい面ではあります（良い合成素材ではタフではありません）。ただし、地球上の鳥よりも高い周波数で大きなアークを羽ばたくため、地球の訓練を受けた目から離れたところにある巨大な蛾のように見えます。追加のボーナスとして、このボットは蛾のようなレイノルズ体制で飛行しているため、不安定なダイナミクスを使用して、昆虫の非常に高い揚力係数に短時間ジャンプできる可能性があります。 CLが4.0（小さいコウモリとヒタキ、およびいくつかの大きなハチで測定された）で、失速速度はわずか19.24 m / sです。 Max CLは着陸と発射に最も役立ちます。それで、ボットを19.24 m / sで起動できますか？
楽しみのために、鳥/バグボットも動物のように起動すると仮定しましょう。動物は飛行機のように離陸しません。彼らは基質から押すことによって弾道開始を使用します。現在、昆虫や鳥はこのために四肢を使っていますが、コウモリ（そして恐らく翼竜）は翼を使って押しシステムを兼ねています。ボットの翼をプッシュ対応にした場合、同じモーターを使用して飛行と同じように起動でき、あまりプッシュを必要としないことがわかります。火星の重力が小さいおかげで、少しの飛躍でも長い道のりを進み、翼はそのまま19.24 m / s近くですでに打ち勝つことができます。したがって、ほんの少しのホップがそれを行います。気が利いている場合は、もう少しパンチを加えることができます。クレーターなどから抜け出すことができます。どちらの方法でも、ボットは、生物学的ジャンパーを作成するのに必要な効率よりも約4％だけ効率的である必要があります。それをスピードアップします。
もちろん、これらの数値は大まかな例です。宇宙計画がこのタイプのロボットをまだ起動していない理由はたくさんあります。配備、電源、およびメンテナンスの問題により、これらのシステムを効果的に使用することは非常に困難になりますが、それが完全に不可能になるわけではありません。おそらく、いつか私たちのローバーが他の世界でのより良い偵察のためにアヒルサイズの蛾のボットを配備するでしょう。
