هذا الإدخال هو الثاني في سلسلة أكتبها عن هبوط كيوريوسيتي على المريخ. سيتم الهبوط في صباح يوم 6 أغسطس، وسيكون أكبر عرض للبراعة التكنولوجية في تاريخ استكشاف الفضاء، على افتراض نجاحه بالطبع.
تم نشر المقال لأول مرة على مدونة يوآف لاندسمان: الكتلة الحرجة.
للمقال الأول في السلسلة: ما مدى صعوبة الهبوط على المريخ؟
أراهن أن المهمة ستكون ناجحة، على الرغم من التعقيد الكبير للعملية. أميل إلى الاعتقاد أنه في مشروع استثمر فيه 2.5 مليار دولار، في وقت يتم فيه تخفيض ميزانية ناسا والضرر الرئيسي على أبحاث الكواكب، تم بذل كل جهد حتى لا يكون هناك مجال لمفاجآت يمكن أن تدمر الكوكب. مهمة. ومع ذلك، لا يوجد شيء اسمه رهان أكيد.
تعتبر مرحلة المهمة من دخول الغلاف الجوي إلى الهبوط هي المرحلة الأكثر تعقيدًا وخطورة خلال المهمة. تغير المركبة الفضائية شكلها وطريقة عملها عدة مرات حتى تصل إلى الأرض، وتقوم لأول مرة بتمارين لا يمكن تجربتها بأي حال من الأحوال على الأرض إلا بالمحاكاة الحاسوبية، وتعتمد على عدد كبير من المكونات الميكانيكية والإلكترونية ويتم إدارتها بواسطة برنامج يحتوي على عدد لا يحصى من أسطر التعليمات البرمجية. ما الخطأ الذي يمكن أن يحدث؟!
تم إطلاق MSL (مختبر علوم المريخ، الذي يحمل المركبة الفضائية كيوريوسيتي) في 28 نوفمبر 2011 على متن مركبة إطلاق أطلس، لتبدأ رحلة مدتها 254 يومًا إلى المريخ. في الواقع، كان المسار الأصلي سيتسبب في ابتعاده عن المريخ بنحو 40,000 ألف كيلومتر، ولم يتم تضييق هذه الفجوة إلا في الأشهر الأخيرة. وذلك حتى لا تتحطم المركبة الفضائية في حالة حدوث عطل خطير، بل ستستمر في التحرك في مدار حول الشمس.
الآن تتحرك المركبة الفضائية في مسار سيوصلها إلى مدخل الغلاف الجوي العلوي للمريخ وستقوم في الأيام القادمة بعدة إصلاحات إضافية ستضبط موضع وزاوية الدخول بدقة بحيث ستصل مباشرة إلى هدف الهبوط. يتم تثبيت المركبة الفضائية من خلال دوران بطيء، ويتم تشغيلها بالكهرباء التي تنتجها الخلايا الشمسية في الجزء الخلفي من مرحلة الرحلة البحرية.
في الأيام الخمسة التي تسبق دخول الغلاف الجوي، ستبدأ سلسلة من العمليات استعدادًا للهبوط، والتي ستشمل البدء في تسخين مكونات معينة وتحميل المعلمات لبرنامج المركبة الفضائية المستقل، على سبيل المثال معلمات موقعها الدقيق، أو الغلاف الجوي. الظروف في منطقة الهبوط (كما لاحظها القمر الصناعي MRO). ستساعد هذه المعلمات البرنامج على إدارة عملية الهبوط بالطريقة المثلى.
سقف الغلاف الجوي ليس موقعا واضحا. وتصبح الطبقة العليا أرق فأرق كلما ابتعدت عن الأرض، ولأغراض عملية تنتهي على ارتفاع حوالي 125 كيلومتراً. ولا تدخل المركبة الفضائية الغلاف الجوي فوق موقع الهبوط، بل تدخل بزاوية منفرجة على بعد أكثر من 600 كيلومتر من الوجهة. تخترق MSL الغلاف الجوي بسرعة مذهلة تبلغ حوالي ستة كيلومترات في الثانية، وتتمثل مهمتها في إبطاء هذه السرعة من أجل هبوط المركبة الآلية بلطف شديد، وبالطبع في الموضع الصحيح تمامًا.
يبدأ الحدث قبل عشر دقائق من وصوله إلى الغلاف الجوي. ينفجر عدد من الأجهزة النارية ويتخلص من مرحلة الرحلة البحرية. يظل MSL في حالة سقوط حر فوق المريخ.
يتكون MSL من نصفين خارجيين، الدرع الحراري، الذي تم بناؤه على شكل مخروط عريض، والقشرة الخلفية. وتنتظر المركبة الفضائية دقيقة واحدة حتى تبتعد مرحلة الرحلة، وتقوم بتنشيط محركات الهيدرازين الموجودة على الغلاف الخلفي لإيقاف الدوران، وتوجيه الدرع الحراري للأمام، في اتجاه حركة المركبة الفضائية ونحو الالتقاء بالغلاف الجوي.
قبل خمس دقائق من دخول الغلاف الجوي، تتم عملية مثيرة للاهتمام. تم إلقاء ثقلين من التنغستن يزن كل منهما 75 كيلوجرامًا من الجزء الخلفي من المركبة الفضائية، مما أدى إلى تحرك مركز ثقلها للأمام. سيؤدي هذا الإجراء إلى اكتساب المركبة الفضائية الاستقرار الديناميكي الهوائي، وفي الواقع إنتاج قوة رفع معينة. وستسمح الجيروسكوبات والمحركات الصاروخية الخاصة بالمركبة الفضائية بالتحكم في اتجاهها والتحكم فيه، مما يبقيها على المسار الصحيح. سيكون من الممكن في هذه المرحلة تعويض معظم الاضطرابات غير المتوقعة التي قد تسببها التغيرات في كثافة الغلاف الجوي والرياح.
يمكن مقارنة الدخول المتحكم والمستقر إلى الغلاف الجوي المريخي بالدخول الباليستي للمركبات الجوالة السابقة، والتي كانت في الواقع خاضعة لعشوائية الظواهر الجوية، وهذا هو السبب الرئيسي وراء كون منطقة هبوطها أكبر بشكل لا نهائي من مساحة كيوريوسيتي.
وأثناء الاحتكاك بالغلاف الجوي، ستتباطأ المركبة الفضائية إلى 10% من سرعتها الأولية. ولهذا الغرض، يجب أن يتحمل تسارعًا يزيد عن 10 جي، ودرجة حرارة تزيد عن 2,000 درجة مئوية، والتي سيتم حجبها بواسطة الدرع الحراري.
ومن المتوقع في هذه المرحلة أن تبلغ سرعة MSL حوالي 2 ماخ (ضعف سرعة الصوت)، وبهذه السرعة من الممكن بالفعل نشر المظلة العملاقة المصممة خصيصًا لهذه المهمة.
قبل نشر المظلة، يجب أن تكون المركبة الفضائية "محاذاة" بحيث يكون رادارها متجهًا للأسفل ويمكنه قياس ارتفاع المركبة الفضائية وسرعتها. سيتم تنفيذ "المحاذاة" عن طريق إسقاط ستة أوزان من التنغستن يبلغ وزن كل منها 25 كيلوجرامًا، على نفس الجانب على محيط المركبة الفضائية. يغير مركز الجاذبية موضعه مرة أخرى، وسيدور الجانب الأثقل إلى الأسفل.
إنه لأمر مدهش بالنسبة لي أن 300 كيلوغرام من التنغستن، الذي وظيفته الوحيدة هي التخلص منه، قد تم إطلاقه إلى الفضاء. لكنهم كانوا يفعلون نفس الشيء مع أكياس الرمل في البالونات، أليس كذلك؟ (هل يعرف أحد ما إذا كانوا لا يزالون يفعلون ذلك؟)
خلال كامل مرحلة الدخول إلى الغلاف الجوي، سيكون MSL على اتصال لاسلكي مباشر مع الأرض، وسيتم استقبال الإرسال بواسطة شبكة الفضاء العميق. تشتمل مصفوفة DSN على ثلاثة مواقع إرسال واستقبال مزودة بهوائيات ضخمة (70 مترًا) تتيح الاتصال بالمركبات الفضائية على مسافة طويلة جدًا. وتقع هذه المواقع في كاليفورنيا وإسبانيا وأستراليا، وتغطي معًا جميع الاتجاهات حول العالم.
بالإضافة إلى البث المباشر، ستقوم MSL أيضًا ببث بث UHF إلى المدارات الثلاثة حول المريخ: Odyssey وMars-Express وMRO. سيسجل الثلاثة الإرسال الذي يتلقونه، لكن Odyssey فقط هو القادر على العمل كمرحل ينقل الإرسال في الوقت الفعلي إلى الأرض. ستقوم MRO بتسليمها بعد بضع ساعات وسيكون Mars-Express بمثابة نسخة احتياطية فقط.
المعلومات التي سيحصلون عليها هي بيانات عن التجارب التي تمر بها MSL، مثل درجة الحرارة والضغط والاهتزازات وغيرها من المعلومات التي يمكن أن تساعد المهمات المستقبلية إلى المريخ.
لاحظ أنني عندما كتبت في الوقت الفعلي، كنت أقصد أن الإرسال سيكون في الوقت الفعلي، لكن الاستقبال على الأرض سيتأخر، لأن الإرسال يجب أن يسافر مسافة 248 مليون كيلومتر. تنتقل موجات الراديو بسرعة الضوء، وبالتالي فإن الوقت الذي ستمر من لحظة الإرسال حتى وصولها إلى الأرض هو 14 دقيقة تقريبًا.
تابع مغامرات هبوط Curiosity في الإدخال التالي.
تعليقات 24
أخي يهودا…..الرجل والسبادرميش…
أنت لا تعرف إذا كنت في حاجة إليها؟
وماذا عن اختلافات الضغط التي تحدث في سفينة الفضاء أثناء انتقالاتها بين كوكبنا وكواكب تكنولوجيا المعلومات والكائنات الفضائية الأخرى؟
إلى نورث كارولاينا
التنغستن لديه خاصيتين مثيرتين للاهتمام
ثقل نوعي عالي يزيد عن 19 جرام لكل سم مكعب
ارتفاع درجة حرارة الانصهار فوق ثلاثة آلاف درجة
لذلك سيكون الحجم صغيرًا ولن يكون هناك خطر الانصهار
هل تحتاجه؟، لا أعرف.
اسبوع جيد
سابدارمش يهودا
سؤال بسيط، لماذا التنغستن، لماذا لا النحاس أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو حتى اسطوانات الرصاص المطلية؟
شكرا ل ر.ح. أشباح
وفيما يتعلق بالمهنة فإن الوقت الذي أقضيه حاليا يبلغ حوالي 10 بالمئة وأبحث عما يمكنني فعله بالإضافة إلى ذلك. إذا كان أي شخص لديه أي أفكار، وأنا أقدر ذلك!
اسبوع جيد
سابدارمش يهودا
يهودا
لذا ابدأ بالاعتقاد بأن هناك أشخاصًا يعرفون ماذا يفعلون. وحتى ما يسبحون عليه.
على سبيل المثال، يمكنك استخلاص مثال من شخص مثل يوآف لاندسمان.
وبصرف النظر عن ذلك، أتمنى لك النجاح في مساعيك (سواء كان ذلك التقاعد أو مواصلة تحسين عملك. (:))
إلى يوآف
أعتقد أنك كنت مخطئا
ما يهم هو الوزن النهائي الذي وصلت إليه! ووفقاً لهذا، يجب تنظيم كل الأمور الأخرى، بما في ذلك الصاروخ
إذا هبطت على المريخ بوزن 900 كجم، فالأمر يختلف إذا هبطت بوزن 90 كجم فقط - فضول صغير (:))
وأقدر أنهم لو نقلوا مركبة فضائية صغيرة إلى المريخ لكانت تكلفتها أقل بكثير
ولكننا حقا استنفدنا أنفسنا بشأن هذا الموضوع.
وإلى السيد الشبح
لقد توقفت منذ فترة طويلة عن الاعتقاد بأن الناس يجب أن يعرفوا ما يفعلونه. يكفي أن نلاحظ عدد الأخطاء التي يتم ارتكابها، خاصة في المؤسسات الكبيرة.
وفيما يتعلق بالشهادة، أنا خريج كلية شنكار في الإدارة الصناعية وأعمل على تحسين المصانع بشكل رئيسي في صناعة النسيج والورق (أولئك الذين يبقون في الصناعة بالطبع)
(:))
اسبوع جيد
سابدارمش يهودا
أنا أعرف ما كتبته. لا يمكنك الوصول إلى أي مكان من هناك إلا إلى الغلاف الجوي.
حسابك لا يقارن الأشياء الصحيحة. ويبلغ وزن المركبة الفضائية بأكملها عند الإطلاق حوالي 4000 كجم، ويدخل حوالي 2500 كجم إلى الغلاف الجوي وليس 900 فقط.
صحيح أن 900 كجم هبطت على المريخ، لكن ضع في الاعتبار أنه من أجل هذه الـ 900 كجم أطلقوا صاروخًا يزن 335,000 كجم، تم إلقاؤها جميعًا (باستثناء 900 كيوريوسيتي) في الطريق. إذن ما هي هذه الـ 300 كجم إن لم تكن أقل من واحد في الألف من وزن المهمة بأكملها؟
في هذه الفترة من تخفيضات ميزانية ناسا، فإنهم يبذلون قصارى جهدهم لجعل المهمة فعالة ورخيصة قدر الإمكان، والحلول الموضحة في هذا المشروع مذهلة في إبداعها في ظل قيود الميزانية.
من السهل جدًا اتهام المهندسين بأنهم تافهون دون فهم تنوع التحديات التي يتعين عليهم مواجهتها، وباعتباري شخصًا يعرف العمل من الداخل، ومن الإجابات التي تلقيتها من الأشخاص في هذه المشاريع، فإن ذلك يعطي انطباعًا أنهم جادون وذوي خبرة وحذر للغاية.
أنا مستعد للإجابة على الأسئلة، ولكنني لن أواصل هذا النقاش.
يهودا
أنا متأكد من أن المهندسين هناك فكروا مليًا قبل أن يختاروا خيار رمي "أكثر من ستمائة مليون دولار" بـ "هكذا تمامًا".
هيا...السيد. سابدارمش…
ربما لا تعرف سبب قيامهم بذلك؟ (لا أعرف إذا كان هذا يريحك أيضًا)))
وما هو "مهندس تحسين الأعمال"؟ آمل ألا يكون مثل "رجل الأعمال الفعال في الهندوس".
أنا أعتمد على مقال في هيدان
https://www.hayadan.org.il/curiosity-powered-up-for-martian-voyage-231111/
كيوريوسيتي عبارة عن روبوت يزن 900 كجم وأوزان أخرى تزن 300 كجم و1200 كجم، ويكلف إحضارها إلى المريخ 2500 مليون دولار!!!، وبالتالي فإن كل كيلوغرام من الشحن إلى المريخ يكلف أكثر من مليوني دولار. لذا عندما تصل إلى المريخ، يتخلصون منها فحسب؟ أكثر من ستمائة مليون دولار ؟؟؟؟؟
لذلك ربما لا أفهم الكثير، لكن هذه كتلة تُرمى!! وأنا متأكد من أنني قد أثير اهتمام الصناعات الفضائية بما يجب فعله بهذه الـ300 كجم التي سيتم إطلاقها بالقرب من المريخ!! وستكون الجامعات مستعدة للاستفادة منها.
أنا لست مهندسًا في مجال الطيران، ولكني مهندس في تحسين الأعمال وأنا متأكد من أنه كان من الممكن استخدام الوزن المذكور بطريقة أفضل من مجرد التخلص منه.
كتب يوآف لاندسمان في مقال له:-
قبل خمس دقائق من دخول الغلاف الجوي، تتم عملية مثيرة للاهتمام. تم إلقاء وزنين من التنغستن يزن كل منهما 75 كيلوجرامًا من الجزء الخلفي من المركبة الفضائية
أي يتم رميها قبل دخولها الغلاف الجوي وليس كما كنتم تظنون.
يضيع!!
و ر. ح. أشباح - أنتم مخطئون ومضللون. لقد ركبت BSA Rooster (الإنجليزية) وليس Harley Davidson.
يجب أن تكون دقيقة
نراكم صباح الاثنين
اسبوع جيد
سابدارمش يهودا
يواف لاندسمان
شكرا لإجابتك. يبدو أن قانون هوك يعمل على كل حال.
يهودا
حقًا. ماذا تفهم
وكم هو جيد أنك تشاهد فوبوس ودييموس فقط، وتستمتع بركوب دراجة هارلي، ولا تعبث بهندسة السفن الفضائية التي يجب أن تطير إلى فوبوس أو ديموس.
يهودا، تنطلق الأثقال في الجو. ومن المستحيل الوصول إلى أقمار المريخ من هناك.
إذا تم إلقاء أدوات القياس، على سبيل المثال، بدلاً من الأوزان، فيجب بناء قناة اتصال بها، وكان لا بد من تصميمها وتصنيعها واختبارها. هذه الأشياء تكلف الكثير من المال، في حين أن تكلفة الحديد قليلة جدًا.
الأوزان في المركبات الفضائية ليست غير شائعة. في الواقع، يمتلك كل قمر صناعي أو مركبة فضائية تقريبًا أوزانًا ثابتة تهدف إلى جعل مركز الثقل في المكان المناسب تمامًا للمهمة (سيتسبب الموضع غير الدقيق، على سبيل المثال، في إعطاء المحركات عزم دوران مختلف عما هو مخطط له).
وتفاجأت بوجود هنا 300 كيلو جرام من الأوزان، وهذا كثير بالنسبة للوزن الإجمالي، ولكنها لا تستخدم للتوازن، بل لتغيير موضع مركز الثقل، وهذا في رأيي هو طريقة مبتكرة ومثيرة للاهتمام للتعامل مع الحاجة إلى تغيير ديناميكيات واتجاه المركبة الفضائية أثناء تحركها عبر الغلاف الجوي.
إلى يوآف لاندسمان
مرة أخرى يطرح السؤال: ألم يكن من الممكن استخدام الأوزان بدلاً من الأوزان فقط، في أي جهاز قياس تجريبي، ليس من الضروري أن يكون أسطوانة تنجستن، بل أي كتلة لها نفس الوزن. على سبيل المثال، سيطلقون صاروخًا بهذه الكتلة ويحاولون الوصول إلى أحد أقمار ديموس أو فوبوس، أو الهبوط عليه أو حتى الاصطدام به لفهم مكوناته.
لن يساعد، مجرد الوصول إلى هناك للحقن فقط؟، أنا لا أقبل ذلك.
لكن ماذا أفهم؟
اسبوع جيد
سابدارمش يهودا
بالنسبة لسؤالك بخصوص الأوزان، فهي مجرد أسطوانات تنغستن، وإطلاقها يؤدي إلى إمالة مقدمة المركبة الفضائية إلى الأسفل بالنسبة لاتجاه الحركة. وهذا يخلق زاوية الهجوم، وأي شخص درس الطيران أو الطيران يعرف أن هذه هي الطريقة التي يتم بها إنشاء الرفع.
ومن خلال التحكم في اتجاه الرفع باستخدام محركات الصواريخ، يتم توجيه المركبة الفضائية دون إهدار الوقود عند الدفع.
وفي المؤتمر الصحفي قبل يومين، تم توضيح أن هذه هي الطريقة الأبسط والأرخص لديهم. يعد تحرير الأوزان أبسط بكثير وأكثر أمانًا من الأجزاء المتحركة والإلكترونيات.
يتم تحرير كل من الأوزان بواسطة آلية ذات تكرار مدمج (قنبلتين، وليس واحدة فقط)، ومن الممكن أن يظل الهبوط ناجحًا حتى لو لم يتم تحرير جميع الأوزان.
يهودا.
كلاهما. يبدو لي أن تحريك الأوزان بعيدًا يؤدي إلى دوران الجسم الرئيسي (وليس فقط تغيير مركز ثقله) وهذا يرجع بشكل أساسي إلى اعتبارات الزخم (قد أكون مخطئًا، التفاصيل مفقودة). ويبدو لي أن الصحفي أيضاً لم يفهم المناورة بما فيه الكفاية، وبالتالي فإن تفسيراته غامضة.
من الصعب معرفة البدائل لإزالة الأوزان، لذلك تحتاج إلى معرفة بنية النظام بأكمله بالتفصيل. إن النقد وتقديم الاقتراحات للتحسين من جانبك ليس له أي أهمية عندما لا تعرف كل التفاصيل.
سفكان
لا يوجد قانون حفظ الزخم هنا لأنه ببساطة تغيير مركز الثقل وهذا موضح في المقال، الأوزان تقع في الخلف وتتسبب في أن يكون مركز الثقل قريباً منها في الخلف. وبمجرد أن يتم فصلهما، يتحرك مركز الثقل للأمام.
المشكلة غير المبررة هي لماذا لم يتمكنوا من الطيران طوال الوقت بدون الأوزان عندما يكون مركز الثقل للأمام قليلاً؟، هل من الضروري أن يكون مركز الثقل في الخلف طوال الرحلة؟، أنا متأكد هناك سبب لكني لا أفهم ما هو.
كيف تدبروا في سفن الفضاء الأخرى؟، لماذا كان من الممكن أن يتدبروا في سفن الفضاء (الأصغر) دون أثقال يتم إحضارها فقط لرميها؟
وإذا كان الأمر كذلك، فلماذا لم يتم استخدام هذه الأوزان لغرض آخر، على سبيل المثال سفينة فضائية وزنها 150 كجم ستستمر في التحرك إلى أقصى حدود الكون؟
ربما مركبة فضائية للتحقق من شذوذ بايونير؟
أو تلك التي ستهبط على كويكب في المنطقة؟
ما رأيك في أن يكون خزان وقود احتياطيًا يمكن لسفينة الفضاء المستقبلية إعادة تزويده بالوقود لاحقًا؟
وربما نعرض فقط على المؤسسات أو الشركات هذه المئات من الكيلوجرامات لاستخدامها مع/بدون مقابل. أنا متأكد من أنهم سيجدون شيئًا ليفعلوه حيال ذلك.
وربما....، الموازين ليست مجرد أثقال، بل هي شيء آخر (عسكري؟)، لا يريد الأمريكيون أن يخبرونا عنه؟.... مجرد مؤامرة.
إذا لم يكن الأمر كذلك، فإن الأوزان تبدو مضيعة للموارد بالنسبة لي.
لكن ماذا أفهم؟
شاب شالوم
سابدارمش يهودا
يهودا
الأوزان لها كتلة *كبيرة* لأنها يجب أن تؤثر على موضع الجهاز الذي كتلته *كبيرة* (قانون حفظ الزخم).
هناك احتمالات كثيرة للأعطال، وكل عطل يكون بالغ الأهمية، على سبيل المثال يتم تحرير الأوزان - ماذا سيحدث إذا لم يتم تحرير أحدها؟
انقطعت المظلة عند نقطة معينة - ماذا سيحدث إذا لم ينقطع أحد الحبال؟
وأكثر وأكثر
كما أنني أتفق مع دهشة يوآف لاندسمان، كاتب المقال، من إرسال كميات كبيرة من الأوزان فقط ليتم التخلص منها
لكن ماذا أفهم؟
نراكم يوم الجمعة أغسطس
شاب شالوم
سابدارمش يهودا
توجد ألواح على جسم المركبة الفضائية ولكن ليس على المسبار.
يا ترى ما هي سرعة الصوت في الغلاف الجوي للمريخ؟
لا توجد ألواح شمسية - مصدر الطاقة هو البلوتونيوم
وهذا مستحيل لأن الظروف المناخية السائدة على المريخ هي الوحيدة التي يمكن أن تسمح بإثبات وتجربة الهبوط على المريخ. (عندما أقول المناخ، أعني أيضًا رقة الغلاف الجوي، وما إلى ذلك)
أوصي بهذا الفيديو، يمكنك البدء في الدقيقة 1:40
http://www.youtube.com/watch?v=P4boyXQuUIw
"(سفينة الفضاء) تقوم بتدريبات لأول مرة لا يمكن بأي حال من الأحوال تجربتها على الأرض"
لا أفهم لماذا هذا مستحيل؟ لماذا لم يتمكنوا من بناء نموذج حقيقي يوضح هذه الطريقة الخاصة للهبوط على الأرض؟ يمكنهم على الأقل اختبار المراحل النهائية للهبوط للتأكد من أنه يعمل بالفعل في الميدان.