نحو هبوط MASCOT على الكويكب ريوغو من المركبة الفضائية يابوسا 2: مدير العملية يتحدث عن التخطيط

إذا سارت الأمور كما هو مخطط لها، في أكتوبر 2018، ستهبط أول مركبة هبوط تغادر المركبة الفضائية يابوسا 2 (قبل أن تهبط هي نفسها) وستستخدم لأول مرة معدات مصممة خصيصًا للهبوط على كويكب. 

من موقع وكالة الفضاء الألمانية DLRترجمة: فيكتور بار، مجتمع "يوم الكويكب" الإسرائيلي

انتظر علماء ومهندسو مركز الفضاء الألماني (DLR) منذ ما يقرب من أربع سنوات حتى وصلت المركبة الفضائية اليابانية يابوسا 2 ومركبة جميع التضاريس الموجودة عليها والتي طورها مركز الفضاء الألماني إلى وجهتها عند الكويكب ريوجو. بعد الوصول في 27 يونيو 2018، أصبح الهبوط في متناول اليد الآن. من المحتمل أنه في الأسبوع الأول من أكتوبر 2018 - وفقًا للخطط الحالية - سيكون MASCOT لأول مرة مختبرًا أرضيًا علميًا بأدوات تستهدف كويكبًا. وتقوم وكالة الفضاء اليابانية JAXA حاليًا بإجراء قياسات الجاذبية، والتي من المفترض أن تحدد كثافة الكويكب بشكل أكثر دقة. هذه المعلومات مهمة جدًا لهبوط MASCOT.

وعلى سطح الكويكب، سيقوم MASCOT بأخذ القياسات من أكثر من موقع. سوف "يقرر" بشكل مستقل ويقوم بتنشيط الأجهزة حسب الحاجة. يشرح مدير المشروع Tra-Mi Ho من معهد أنظمة الفضاء في DLR في مقابلة كيف يقوم الفريق بإعداد السيارة الرياضية متعددة الاستخدامات لمهمتها، وكيف سيتم تنفيذ عملها في الجرم السماوي - وما هي المخاطر التي تنتظرها. أجرت المقابلة مانويلا براون من المركز الألماني لشؤون الفضاء الجوي (DLR).

عندما تم إطلاق التميمة في 3 ديسمبر 2014، كان الكويكب ريوجو لا يزال منطقة مجهولة. ويمكن رؤيته الآن من خلال كاميرا Yabusa 2 على مسافة لا تقل عن ستة كيلومترات. كيف تساعد هذه المعلومات الطاقم على إعداد أنفسهم والطاقم للهبوط؟

بدأنا نشعر أكثر فأكثر بالكويكب، ولا تزال معظم المعلومات قيد التقييم، لذلك سنناقش مرحلتين في 14 و17 أغسطس 2018 ونختار موقع الهبوط المناسب. نحن نعلم أننا لا نستطيع الهبوط عند خطوط عرض أعلى، وبما أن بحث Ryugu's Hibusa 2 يركز على أخذ عينات من الكويكب، فهناك بالطبع قيود على MASCOT، حيث لا يمكن لـ MASCOT التدخل في أخذ العينات. ومع ذلك، بعد تقييم البيانات لأول مرة، لا يزال هناك ما يكفي من المناطق المثيرة للاهتمام في خطوط العرض الوسطى لتكون مثيرة للاهتمام.

وفي الصور الحالية يمكنك أن ترى بوضوح أن الكويكب مغطى بصخور كبيرة وهناك أيضا حفر كبيرة على سطحه. وهل سيؤثر على الهبوط؟

الحفرة لا تقلقنا - يمكننا الهبوط هناك. ومع ذلك، هناك معايير أخرى مثل الخصائص الفيزيائية لريوجو التي نحتاج إلى أخذها في الاعتبار - على سبيل المثال، الظروف الحرارية على الكويكب. إذا أصبح الجو ساخنًا للغاية بالنسبة لـ MASCOT، فهذا أمر سلبي: لا يمكن للأجهزة العمل على النحو الأمثل إلا في درجات حرارة التشغيل المقصودة، وإلا فإنك تحصل على الكثير من الضوضاء من البيانات المسجلة. ودرجات الحرارة المرتفعة جدًا أو المنخفضة جدًا ليست جيدة للبطارية أيضًا، وإلا فإنها تصبح ساخنة بشكل خطير أو تفقد قدرتها.

يتم اختبار عملية هبوط MASCOT وعملها على الكويكب بشكل متكرر من خلال عمليات المحاكاة. ما الذي يحتاج فريق MASCOT إلى معرفته عن الكويكب Ryugu لإعداد السيارة الرياضية متعددة الاستخدامات بشكل أفضل لمهمتها؟

وتقوم وكالة الفضاء اليابانية JAXA حاليا بإجراء قياسات الجاذبية على الكويكب - ولهذا السبب ننتظر القيم الدقيقة لجاذبية ريوغو. يؤثر هذا على سلوك الارتداد، وتعافي MASCOT، وبالتالي أيضًا النقطة الأخيرة التي ستتوقف فيها السيارة الرياضية متعددة الاستخدامات بعد الهبوط. وكما قلت فإن المعلومات حول الخواص الحرارية للكويكب لا تزال مفقودة وقيد الدراسة. جانب آخر مهم هو حجم الصخور في ريوجو، يمكن أن يتعثر التميمة إذا كانت الصخور ذات حجم معين.

مع كل معلومة جديدة عن ريوجو، تصبح المهمة أكثر إمكانية للتخطيط والتنفيذ. ما هي التعديلات والقرارات التي اتخذها الفريق بالفعل؟

على سبيل المثال، في المحاكاة الأخيرة لدينا، وجدنا أن القفز لمسافة طويلة، أي القفز أكثر من عشرة أمتار، من شأنه أن يضيع الكثير من الوقت في مرحلة التأثير حتى يصل MASCOT إلى الراحة. هذه المرة الأمر مهم لأن لدينا 16 ساعة فقط من الحياة. وعلينا أيضًا أن نتذكر أن MASCOT يحتاج أيضًا إلى تحميل بياناته إلى المركبة الفضائية الأم Hibusa2. من وجهة نظر علمية، يبدو أيضًا أن تكوين سطح الكويكب ليس مختلفًا كثيرًا، لذلك لا نحتاج إلى قفزات كبيرة للعثور على شيء أكثر إثارة للاهتمام عند نقطة قياس بعيدة - وبالتالي فإن مسافة القفزة ستكون واحدًا إلى عدة متر.

ما الذي يتم عمله هنا على الأرض في المختبرات أو أجهزة الكمبيوتر، حتى يمكن إجراء عملية الهبوط والعمل العلمي بسلاسة تلقائيًا؟

من ناحية، العثور على مكان الهبوط الصحيح. بالنسبة لنا كمهندسين، من المهم أن تكون الظروف الحرارية مناسبة، ولكن يجب أيضًا أن يهبط التميمة في مكان يكون فيه تغير النهار والليل للكويكب جيدًا. الليل يعني: أننا لا نستطيع رؤية هايابوسا 2 ولا نستطيع تحميل وحفظ البيانات على المركبة الفضائية.

بالإضافة إلى ذلك، نحدد التسلسل التشغيلي لـ MASCOT في يوم واحد. يتم تشغيل المركبة بشكل مستقل على الكويكب ويجب أن تعمل بشكل جيد مع هذه التسلسلات حتى تتم القياسات العلمية. أثناء المهمة، يقرر MASCOT بشكل مستقل كيف ومتى يبدأ هذه التسلسلات. يوجد داخل السيارة الرياضية متعددة الاستخدامات برنامج مصمم يمنح السيارة استقلالية ثم يحدد متى يصل MASCOT إلى الراحة ويمكن أن تبدأ القياسات.

هل يجب على MASCOT اتخاذ القرارات بشكل مستقل تمامًا؟

بالضبط، MASCOT تقرر من تلقاء نفسها. ومع ذلك، فإننا نحددها أيضًا من حيث الوقت، إذا اتخذت MASCOT قرارًا خاطئًا، لأنه، على سبيل المثال، المعلومات الواردة من أجهزة الاستشعار ليست مثالية لها، فإنها مع ذلك ستبدأ القياسات بعد فارق زمني معين، لا نريد لتضييع الوقت دون داع.

تم التخطيط للهبوط في الأسبوع الأول من أكتوبر 2018. على ماذا يعتمد، وما مدى التأكد من تاريخ الهبوط؟

التاريخ المحدد يعتمد على معايير مختلفة. وسيتم تنسيق الهبوط مع فريق مشروع المركبة الفضائية Hayabusa2. بالنسبة لفصل التميمة، يجب على المركبة الفضائية النزول إلى سطح الكويكب وإخراج مركبة الهبوط في وقت معين وفي مكان معين. موقع الهبوط له أيضًا تأثير على الجدول الزمني. قد تكون هناك أيضًا قيود غير متوقعة: على سبيل المثال، رسائل الخطأ التي نتلقاها والتي يجب إرسالها لاحقًا. ومع ذلك، يعتمد ذلك على مدى خطورة رسائل الخطأ هذه والخطوات التي يجب اتخاذها لإصلاح الخطأ. ومع ذلك، هناك أيضًا "نقطة اللاعودة" - وهي نقطة زمنية لا يمكنك إيقاف الهبوط منها.

يحتوي مركز التحكم في تجارب الفضاء (MUSC) في المركز الألماني لشؤون الفضاء الجوي أيضًا على نموذج MASCOT الذي يتم اختباره بشكل مستمر. حتى متى لا يزال بإمكانك تنفيذ التغييرات في تكوين MASCOT؟

الموعد النهائي سيكون خلال شهر سبتمبر حتى وقت قصير قبل الهبوط. ربما قبل حوالي أسبوعين من إطلاق MASCOT للهبوط. نظرًا لأننا سنقوم بتحميل المزيد من التسلسلات، فسيظل من الممكن التحميل قبل بدء عملية الهبوط الفعلية. لقد قمنا بفحص السلامة العقلية وقمنا بتنشيط الأجهزة والأنظمة الفرعية. صحة سيارات الدفع الرباعي اسمية كما هو متوقع. حتى الهبوط، سيكون لدينا اتصالان إضافيان مع MASCOT. نقوم بتصميمها خصيصًا لموقع الهبوط المختار.

باستخدام صورة ريتجو من ارتفاع ستة كيلومترات، رأى الفريق الأول عن قرب المكان الذي يمكن أن يهبط فيه MASCOT ويعمل. ماذا كان رد الفعل على ذلك؟

لقد شعرنا بالارتياح أخيرًا لأنه لم يكن جرمًا سماويًا مثل المذنب تشوريوموف-جيراسيمينكو، الذي هبطت عليه المركبة الفضائية فيلة في نوفمبر/تشرين الثاني 2014. على الأقل، فإن ريوجو أكثر سلاسة من المذنب تشوريوموف-جيراسيمينكو. بالطبع، من المثير للقلق رؤية الصخور العديدة - والسؤال عما إذا كان ذلك لا يمثل تحديًا كبيرًا بالنسبة لـ MASCOT...

ما هو أسوأ أو أخطر شيء يمكن أن يحدث أثناء المهمة؟

أسوأ خلل هو إذا لم يتم فصل MASCOT - فهو يعلق داخل hayabusa2. أو إذا لم تتمكن سيارة الدفع الرباعي من التدحرج على سطح الكويكب - سواء كانت عالقة بين الصخور أو هبطت على أرض ناعمة جدًا. هذان السيناريوهان اللذان يخاف منهما الجميع، ولكن إذا تم إخراج MASCOT وحصلنا على الإشارات الأولى وعلمنا أنه قد بدأ بالفعل في أخذ القياسات أثناء السقوط الحر - فسيكون ذلك بمثابة ارتياح كبير لنا.

على متن سفينة الفضاء Hibusa 2 وسيارة Mascott SUV

هايابوسا 2 هي مهمة فضائية تابعة لوكالة استكشاف الفضاء اليابانية إلى الكويكب ريوغو القريب من الأرض. تم تطوير المركبة الألمانية الفرنسية المخصصة لجميع التضاريس والتي تم العثور عليها على Hibusa 2 من قبل المركز الألماني للملاحة الجوية والفضاء (DLR) وتم بناؤها بالتعاون الوثيق مع وكالة الفضاء الفرنسية CNES. تم التبرع بالتجارب العلمية على MASCOT من قبل جامعة الفيزياء الفلكية في براونشفايغ، ألمانيا. يتم تشغيل مركبة Mescott الصالحة لجميع التضاريس والتحكم فيها وتجاربها بواسطة المركز الألماني لشؤون الفضاء الجوي بدعم من المركز الوطني الفرنسي للدراسات الفضائية وتبادل المعرفة المستمر مع وكالة استكشاف الفضاء اليابانية.

في أنظمة الفضاء التابعة لـ DLR في بريمن، تم تطوير واختبار السيارة الرياضية متعددة الاستخدامات. كان معهد الهياكل المركبة والأنظمة التكيفية في براونشفايغ مسؤولاً عن الهيكل المستقر لسيارات الدفع الرباعي. وقام معهد الروبوتات والميكاترونكس في مركز أوبربفافنهوفن بتطوير الذراع الهزازة، التي تسمح بسبر الكويكب، كما ساهم معهد أبحاث علوم الكواكب في برلين بكاميرا MASCAM ومقياس إشعاع MARA. ويتم الإشراف على السيارة الرياضية متعددة الاستخدامات وتشغيلها على الكويكب من مركز دعم ومراقبة التجارب الفضائية في المركز الألماني لشؤون الفضاء الجوي (DLR) في كولونيا.

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

• المركبة الفضائية يابانية، وجهاز الكمبيوتر الخاص بها إسرائيلي
• المهمات الفضائية لعام 2018: من أقوى قاذفة في العالم إلى خليفة تلسكوب كيبلر الفضائي
• أطلقت اليابان صباح اليوم المركبة الفضائية يابوسا-2 إلى كويكب قريب من الأرض
• اليقظة لفحص الحمولة التي جلبتها المركبة الفضائية يابوسا (1) من الكويكب إيتوكاوا