ستكون مركبة الهبوط على المريخ التابعة لناسا أول مركبة فضائية على كوكب آخر. وهكذا سيصل إلى أرض الكوكب الأحمر

ستحاول المركبة الصغيرة إثبات أن الطيران المتحكم فيه ممكن على كوكب آخر. لكن مجرد إحضارها إلى أرض المريخ سيتطلب الكثير من البراعة

ستسافر مروحية Mars Ingenuity ("Ingenuity") التابعة لناسا مع مركبة Perseverance مسافة 505 مليون كيلومتر في الفضاء بين النجوم للوصول إلى المريخ. لكن بالنسبة للفريق الذي يعمل في أول رحلة تجريبية تجريبية على كوكب آخر، كان التخطيط لآخر 13 سم من الرحلة من بين المهام الأكثر تحديًا. ولجعلها بأمان 13 سم - وهي المسافة التي ستقطعها Ingenuity من مكان تخزينها في السيارة إلى تربة المريخ - فقد طوروا نظام الاستخراج المتطور لطائرة هليكوبتر المريخ.
وقال ميمي أونج، مدير مشروع مروحية المريخ في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا (JPL) في جنوب كاليفورنيا: "إن إنجنيويتي لا تشبه أي طائرة هليكوبتر أخرى تم بناؤها على الإطلاق، لأن الطيران الذي يتم التحكم فيه على المريخ لا يشبه أي شيء آخر تمت تجربته على الإطلاق". "ثم كان علينا أن نفكر في كيفية ركوب المركبة والانتشار بأمان من مركبة المثابرة الخاصة بمركبة مارس 2020."

يبلغ حجم الجسم المربع لـ Ingenuity (الذي يخزن أجهزة الكمبيوتر والكاميرات والبطاريات وما إلى ذلك) حجم الكرة اللينة (20 × 16 × 14 سم). ولكن إذا نظرت خارج الصندوق، فستجد الكثير من الأشياء الأخرى المثيرة للاهتمام - بما في ذلك الهوائي، واللوحة الشمسية، وأرجل الهبوط، ودوارتين بطول 1.2 متر - وكلها تجعل تخزين المروحية ونشرها تحديًا. وزن العبوة بأكملها حوالي 2 كجم.

قال كريس سالفو، مدير واجهة طائرات الهليكوبتر لمهمة المريخ 2020 في مختبر الدفع النفاث: "في مهمة روفر المريخ، فإن إضافة قرص واحد جديد عادة ما يكون أمرًا يستحق المناقشة". "إن مروحية Mars Ingenuity عبارة عن مجموعة كبيرة وهشة وفريدة من نوعها من المعدات على عكس أي شيء تعاملت معه ناسا في مهمة بين النجوم."

تسافر مروحية Ingenuity التابعة لناسا إلى المريخ وهي متصلة ببطن مركبة Perseverance ويجب أن تنفصل بأمان لبدء المحاولة الأولى لرحلة تعمل بالطاقة على كوكب آخر. تُظهر التجارب التي أجريت في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا وفي شركة لوكهيد مارتن الفضائية تسلسل الأحداث التي ستنزل المروحية إلى تربة المريخ. مصدر الصورة: ASA/JPL-Caltech وLockheed Martin Space

لقد أخذ مهندسو المهمة بعين الاعتبار كل مكان متاح لوقوف السيارات على حامل المركبة لإضافته غير العادية، بما في ذلك الذراع الآلية. واستقروا في النهاية على بطن بريسبيرانس، والذي سيسمح بارتفاع حوالي 67 سم عن الأرض فوق جزء مسطح نسبيًا من تربة الكوكب الأحمر. قد يبدو هذا بمثابة مساحة كبيرة (تمتلك سيارة الدفع الرباعي الوطنية حوالي ثلث تلك المساحة)، لكن نظام العادم يقلل هذه المسافة بحوالي 6 سم. يبلغ ارتفاع البراعة حوالي 48 سم. وهنا يأتي دور رحلة الـ 13 سم.
وقال سالفو: "ليس هناك مجال كبير للمناورة، لكننا وجدنا أنه إذا قمت بتركيب المروحية أفقيًا، فستكون هناك مساحة كافية لإنجاز المهمة".

كيف يتم العمل

سيتم نشر Ingenuity بعد شهرين تقريبًا من هبوط بروفيدنس في 18 فبراير 2021. خلال العمليات الأولى على الأرض، سيبحث طاقم المركبات والمروحيات عن المطارات المحتملة - وهي قطعة أرض مسطحة نسبيًا تبلغ مساحتها عشرة × عشرة أمتار. ومتوازنة وخالية من العوائق ويمكن الوصول إليها من قبل Presbyrans عندما تكون السيارة متوقفة على بعد عدة مئات من الأمتار.

في اليوم المريخي الستين تقريبًا للمهمة، ستقوم المثابرة بإزالة درع الجرافيت المركب لنظام طرد المروحية المريخية الذي كان يحمي المروحية أثناء الهبوط. ثم سيسافر بعد ذلك إلى وسط المطار المختار. وبعد حوالي ستة أيام، وبعد أن يقتنع طاقم المركبة والمروحية بأن كل شيء على ما يرام، سيرسلون أمرًا إلى نظام الاستخراج الخاص بمروحية المريخ للقيام بعمله.

تبدأ عملية النشر بإطلاق آلية القفل التي تثبت المروحية في مكانها. يتم بعد ذلك تنشيط جهاز قطع الكابلات النارية، مما يسمح للذراع الزنبركي الذي يحمل المروحية بالبدء في تدوير Ingenuity خارج موضعه الأفقي. على طول الطريق، يقوم محرك كهربائي صغير بسحب الذراع حتى يتم قفله، مما يجعل جسم المروحية في وضع عمودي بالكامل مع نشر ساقي الهبوط الزنبركيتين. يتم تنشيط جهاز ناري آخر، مما يؤدي إلى إطلاق الأرجل الأخرى.
وقال ديفيد بوتشر، مدير نظام النشر في شركة لوكهيد مارتن الفضائية في دنفر، التي قامت ببناء المركبة: "خلال تلك الفترة، يجب على نظام النشر الحفاظ على اتصالات كابلات الكهرباء والبيانات بين المركبة والمروحية حتى تصبح جاهزة للهبوط". نظام. "لقد عملت على الكثير من أنظمة النشر في الفضاء، ولكن هذا كان مستوى مختلفًا."
إذا سارت الأمور على ما يرام، سيعطي مراقبو المهمة نظام الطرد أمرًا بالتحرير، وسيقوم Ingenuity باجتياز آخر 13 سم. وبعد تأكيد الهبوط الجيد، سيُطلب من طائرات الهليكوبتر الابتعاد حتى تتمكن المروحية من البدء في إعادة شحن بطارياتها باستخدام الألواح الشمسية. عند هذه النقطة، تبدأ ساعة الثلاثين يومًا المريخية لبرنامج الطيران التجريبي لشركة Ingenuity بالدق.

تعد مروحية Mars Ingenuity رحلة تجريبية للتكنولوجيا الجديدة. يمكن لمهمات المريخ المستقبلية أن تستخدم طائرات هليكوبتر من الجيل الثاني لإضافة بُعد جوي لاستكشافها. سيكونون قادرين على العمل كمستكشفين للطاقم البشري، حاملين زلاجات صغيرة أو يستكشفون المنحدرات والكهوف والحفر العميقة وغيرها من الوجهات التي لم تتم زيارتها أو التي يصعب الوصول إليها. ولكن قبل أن يحدث أي من ذلك، يجب أن تثبت طائرة هليكوبتر تجريبية أن ذلك ممكن.

وقبل أن تتمكن المروحية الاختبارية من القيام بأي من هذه الأشياء، عليها أن تهبط بسلام على سطح المريخ.

قال أونج: "الإبداع يحتاج إلى المثابرة". "يعد نظام إطلاق مروحية المريخ أداة متطورة وهو مجرد أحد الأمثلة على كيفية عمل مهمة مارس 2020 بما يتجاوز المتطلبات لتمكين مشروعنا التجريبي. كان عليهم أن يدمجوا معها ومع المروحية، محطة قاعدة إلكترونية وهوائي مخصص فقط لتشغيل المروحية. كان على فرقنا أن تعمل معًا بشكل وثيق لإنجاح هذا النظام المعقد. عندما يطير الإبداع، سيكون إنجازًا يمكننا جميعًا المشاركة فيه."

Prezbirns هو مختبر آلي يزن حوالي 1,025 كجم. ستبحث مهمة البيولوجيا الفلكية للمركبة عن علامات الحياة الميكروبية الماضية. وسوف يحدد مناخ الكوكب وجيولوجيته، ويجمع عينات لإعادتها إلى الأرض في المستقبل، ويمهد الطريق لاستكشاف الإنسان للكوكب الأحمر. بغض النظر عن اليوم الذي ستنطلق فيه المركبة Presbyrans خلال فترة الإطلاق الممتدة من 20 يوليو إلى 11 أغسطس، فإنها ستهبط في Martian Jezero Crater في 18 فبراير 2021.

للحصول على معلومات على موقع ناسا

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

ترسل وكالة ناسا طائرة هليكوبتر إلى المريخ لإثبات القدرة على الطيران في جو رقيق
ستطير طائرة هليكوبتر بدون طيار أمام مركبة المريخ للسماح لها بالسفر لمسافة أبعد
طائرات إلى عوالم أخرى * ماذا عن إرسال طائرة لاستكشاف أجواء المريخ؟