Atlanta, Georgia (VS) – De atmosfeer van Mars maakt vliegen bijna onmogelijk. Insectenvleugels zijn de oplossing.


Bij het ontwerpen van marsvoertuigen zijn insecten meestal het voorbeeld. Zesbenige mechanische beestjes navigeren met voelsprieten door een al dan niet kunstmatig rotslandschap. Overduidelijk stonden mieren en kevers model voor de wat onhandig ogende robotjes. De volgende stap is het nabouwen van een vlieg. Op het onherbergzame oppervlak van de rode planeet is naast kruipen vliegen erg handig. Daarom ontwerpen wetenschappers een marsverkenner die niet alleen loopt, maar ook vliegt als een insect.
Hij heeft weliswaar maar vier poten, maar de Entomopter lijkt toch wel op een insect. Het woord is afgeleid van de Griekse woorden ‘entomos’ (insect) en ‘pteron’ (vleugel). Het robotje weegt vijftig gram en heeft een spanwijdte van vijftien centimeter. Entomopter is mede totstandgekomen dankzij geld van NASA en ontworpen door Robert Michelson. Het is de ideale marsverkenner.

Vierhonderd kilometer per uur
Door zijn atmosfeer is Mars niet de makkelijkste plek voor normale vliegtuigen. Er is veel te weinig zuurstof in de lucht (slechts één procent) voor een verbrandingsmotor. Daarnaast is de marsatmosfeer zo ijl dat het vergelijkbaar is met die van de Aarde op dertig kilometer hoogte. Door de relatief grote dichtheidsverschillen op die hoogte is normaal vliegen bijna onmogelijk. Bovendien moet een normaal vliegtuig vierhonderd kilometer per uur vliegen om voldoende lift te genereren. Probeer met zo’n snelheid maar eens te landen op een rotsachtige ondergrond.
Helikopters zullen het ook niet goed doen op Mars. De geluidssnelheid is twintig procent lager dan op Aarde door de grote koolstofdioxideconcentratie. Propellers die net zo hard willen draaien als op Aarde veroorzaken grote schokgolven en hebben kans om door de geluidsbarrière te breken. Kortom, voor een vlucht over de rode planeet is een geheel nieuwe vliegtechniek nodig.

Chemische spier
Dankzij flappende vleugels kunnen insecten eenvoudig landen en opstijgen en bijzonder snel manoeuvreren. Met een complex systeem verandert het beestje bij elke slag de vleugelstand voor een andere luchtstroom. Onderzoekers probeerden dit in eerdere prototype robotinsecten na te bootsen met kleine luchttankjes die op verschillende plaatsen lucht spuiten. Zo wordt gezorgd voor een goede verdeling van de lift over de vleugels.
De Entomopter heeft ook een soort insectenvleugels maar geen gastankje aan boord. Voor het beheersen van de luchtstromen gebruikt hij gassen die vrijkomen uit zijn chemische spieren. In de kunstspieren wordt energie opgewekt door reacties met meerdere vloeistoffen. Zuurstof is uiteraard niet nodig. Het nieuwste model chemische spier heeft een hogere energiedichtheid dan een batterij. Thermo-elektrische processen zetten de warmte die vrijkomt bij de reacties om in energie voor bijvoorbeeld het navigatiesysteem. De vraag is alleen waar Entomopter moet tanken?
Eén voordeeltje biedt Mars wel, de zwaartekracht is maar eenderde van die op Aarde. Michelson kan zijn creatie dus rustig opschalen zonder dat deze naar beneden stort. Een model van hout en stof heeft inmiddels al honderden testvluchten achter de rug. Daarnaast zijn al verscheidene losse onderdelen door de testen gekomen. De laatste stap is alle losse ideeën en creaties bij elkaar voegen. Dan is Entomopter klaar voor transport naar Mars.

Marijn Sandtke

Schematische weergaven van de Entomopter.