كيف فتحت مروحية Ingenuity التابعة لناسا سماء المريخ للاستكشاف

حققت مروحية Ingenuity Mars التابعة لناسا العديد من الإنجازات خلال 72 رحلة إلى الكوكب الأحمر.

كمتظاهر التكنولوجيا، براعة تم تكليفه بإجراء ما يصل إلى خمس رحلات جوية على مدار 30 يومًا من أيام الأرض. ولكن منذ رحلتها الأولى التي تم الاحتفال بها في 19 أبريل 2021 وحتى آخر رحلة جوية لها في 18 يناير 2024، واصلت Ingenuity دفع مظروفها العصامي إلى الارتفاع الذي وصلت إليه والمسافة المقطوعة والسرعة التي تم الوصول إليها على مدار ما يقرب من ثلاث سنوات.

لقد انتهت أيام طيران Ingenuity — لقد وصلت إلى المريخ بقوة شديدة في رحلتها الأخيرة، إتلاف شفرات الدوار الخاصة بها – لكن تأثيرها سيكون محسوسًا في المستقبل البعيد. لقد فتحت إنجازات الطائرة العمودية التي يبلغ وزنها 4 أرطال (1.8 كجم) الباب أمام طائرات المتابعة للتحليق في سماء الكوكب الأحمر اللطيفة ولكن الرقيقة.

متعلق ب: حقائق عن مروحية Ingenuity Mars التابعة لناسا

مكان الراحة النهائي

وقال تيدي تزانيتوس، مدير مشروع Ingenuity في وكالة ناسا، إن الأداء الممتاز لـ Ingenuity يضع الأساس لتصنيع الجيل القادم من الطائرات لاستكشاف الكوكب الأحمر. مختبر الدفع النفاث (JPL) في جنوب كاليفورنيا.

تحدث تزانتوس إلى مجموعة تحليل برنامج استكشاف المريخ في أواخر الشهر الماضي، موضحًا بالتفصيل مجموعة من الأعمال البطولية التي قامت بها المروحية الصغيرة، والتي تجاوزت مآثرها خارج الأرض التوقعات بكثير.

وقال تزانيتوس إن المثوى الأخير لـ Ingenuity يسمى “Valinor Hills”، وهو اسم مأخوذ من ثلاثية “The Lord of the Rings” التي تعني “الأرض التي لا تموت”.

“إنه أمر مناسب لأنه، على الرغم من أننا في نهاية مهمة Ingenuity، إلا أنها لا تزال على قيد الحياة. وبصرف النظر عن نظام الدوار لدينا، فإن الطائرة نفسها في الواقع خضراء جدًا [for go] عبر المجلس. وقال تزانيتوس إن المركبة لا تزال جاهزة للانطلاق، وهي قادرة على تحريك شفراتها قليلاً والتحكم في بعض محركاتها.

ليس حادث تحطم طائرة

وقال تزانتوس إن المروحية الصغيرة قامت بهبوط صعب في رحلتها الأخيرة لكنها لم تتحطم. وأضاف: “ما زلنا على أربع”، أي نستريح على مجموعة كاملة من أرجل الهبوط. ومع ذلك، تشير الصور التي التقطتها شركة Ingenuity إلى فقدان حوالي ثلث كل من الشفرات الدوارة الثلاث المصنوعة من ألياف الكربون التي لا تزال متصلة، بينما يبدو أن الشفرة الرابعة قد اختفت تمامًا.

يُعتقد أن هذه الشفرة الدوارة المنفصلة تقع على بعد حوالي 165 قدمًا (50 مترًا) إلى الغرب من موقع الهبوط النهائي للمركبة. قال تزانيتوس: “تبدو هذه الشفرة الدوارة وكأنها انكسرت حول الجذر”.

على الرغم من أنه أصبح ثابتًا الآن، إلا أن Ingenuity يواصل جمع البيانات على سطح المريخ. وتمتلك المروحية الصغيرة سعة تخزينية تكفي لحوالي 20 عامًا. وقال تزانيتوس: “نأمل أن يتمكن رواد الفضاء المستقبليون أو مركبة أخرى أو مجموعة أخرى من الطائرات في يوم من الأيام من الذهاب وتنزيل تلك البيانات”. (لا يمكن للبراعة أن تتواصل مباشرة مع الأرض؛ فهي تعتمد على روفر المثابرة لنقل الرسائل، ولا تستطيع المثابرة البقاء بجانب المروحية إلى الأبد.)

ماذا حصل؟

في رحلاتها الثلاث الأخيرة، واجهت Ingenuity صعوبات في “تتبع الميزات” – حيث ثبت أن مراقبة التضاريس التي كانت تحلق فوقها يمثل تحديًا بسبب رتابة المناظر الطبيعية.

لم يكن الهبوط الصعب في الرحلة الأخيرة مفاجئًا للغاية، نظرًا لدقة كاميرا Ingenuity، والتضاريس الخالية من المعالم، ومدى الارتفاع الذي كانت تحلق به المركبة الجوية فوق المريخ. وقال تزانيتوس: “كان هذا بالفعل الحد الأعلى لما يمكن أن تحققه هذه الأجهزة”.

وأضاف: “هذا هو ما بنيت من أجله، للعثور على تلك الميزة ومحاولة المضي قدمًا حتى يتمكن الجيل القادم من ذلك”. [of vehicles] يمكن البناء على ذلك. لذا فقد كان نجاحًا لا يصدق.”

فريق العبقرية أكملوا تحولهم النهائي العمل مع مروحية المريخ المؤرضة في 16 أبريل 2024. اجتمعت المجموعة لتقييم الإرسال من المروحية، مما يؤكد تشغيل تصحيح برمجي للمركبة.

يسمح هذا الجزء الإضافي من البرنامج لـ Ingenuity بالعمل بمثابة اختبار ثابت وجمع البيانات التي قد تكون مفيدة للبعثات المستقبلية إلى المريخ.

يبدو التسكع

سلط تزانتوس الضوء على العمل التطويري على طائرة أكبر حجمًا وأكثر قدرة يمكنها الطيران في مهام علمية مستقبلية إلى المريخ – com.hexacopter. وقال إن هذه الطائرة بحجم مركبتين جوالتين متوقفتين جنبًا إلى جنب، وستكون قادرة على نقل الحمولات إلى أي مكان على المريخ، سواء كان ذلك إلى القطبين أو المواقع الاستوائية أو مناطق الاستكشاف المرغوبة الأخرى.

وقال تزانيتوس: “الطائرات ستكون مذهلة في المريخ”. “المشكلة الأكبر هي مجرد الهبوط.” وقال إن هذا أمر قابل للحل من خلال التحديد المسبق لمدارج الهبوط أو بناء معدات الهبوط للتعامل مع الصخور أو الحصى أو الصخور أو التغييرات غير المتوقعة في خصائص التربة دون الغوص في تراب المريخ إذا قمت بصدم إصبع قدمك على صخرة.

“سيكون هنالك الطائرات ذات الأجنحة الثابتة في المريخ، أنا متأكد من ذلك. وأضاف تزانيتوس: “ستكون هناك أيضًا طائرات هليكوبتر في المريخ”. ستكون مثل هذه المركبات قادرة على الطيران لمسافات طويلة وتوفر قدرات أكثر على مواقع مختارة – على سبيل المثال، نظام الوادي الواسع فاليس مارينيريس.

يتم الآن استكشاف تصميم سداسي المروحيات يسمى “Chopper” والذي سيكون قادرًا على الطيران فوق سطح المريخ مباشرةً والوصول إلى ارتفاع عالٍ يصل إلى مئات الأمتار.

يجري العمل أيضًا على طائرة هليكوبتر مقترحة لاستعادة العينات، تعتمد بشكل كبير على تصميم Ingenuity ومن المتوقع أن تكون طريقة مقترحة لالتقاط أنابيب العينات التي يتم جمعها وتخزينها مؤقتًا بواسطة Perseverance.

ومع ذلك، فإن مشروع عودة عينة المريخ التابع لناسا قيد التنفيذ حاليًا تم إصلاحه برمجيا، مع تفاصيل فنية حول كيفية تنفيذ المهمة في طي النسيان.

متعلق ب: عودة عينة المريخ التابعة لناسا في خطر بعد أن شكك مجلس الشيوخ الأمريكي في الميزانية

قصص ذات الصلة:

— حققت مروحية المريخ Ingenuity نجاحًا مذهلاً. ناسا تختبر بالفعل تكنولوجيا للجيل القادم (فيديو)

– مروحية NASA Ingenuity Mars، مكسورة وحيدة، رصدتها المركبة الجوالة Perseverance على الكثبان الرملية المريخية (صورة، فيديو)

– سجلت مروحية Ingenuity Mars التابعة لناسا رقماً قياسياً جديداً للمسافة على الكوكب الأحمر

استكشاف المريخ باستخدام التكنولوجيا الجاهزة

استخدم فريق Ingenuity الكثير من الأجهزة التجارية الجاهزة للاستخدام (COTS)، مثل راديو المركبة، وأجهزة الاستشعار الصغيرة المقتبسة من تكنولوجيا الهاتف الخليوي، والخلايا الشمسية، والأجهزة التي تحملها طائرات بدون طيار خفيفة الوزن.

تحمل فريق المهمة بعض المخاطر، نظرًا لميزانية المروحية المنخفضة نسبيًا (80 مليون دولار) وقصر وقت التطوير.

“الأمر يتلخص في كيفية إدارة المخاطر، وما هو مستوى المخاطرة المقبول ومن الذي يقرر ما هو مقبول”، نصح تزانيتوس. “هذا لا يعني أننا لم نختبر.”

أصبح فريق طائرات الهليكوبتر هو المستأجر الأطول في جهاز محاكاة الفضاء الكبير التابع لمختبر الدفع النفاث لتجهيز Ingenuity للمريخ، مما يعرضه لظروف محاكاة بين الكواكب من درجات حرارة شديدة البرودة وفراغ عالي وإشعاع شمسي وحشي.

“لو أن الطفل بقي على قيد الحياة لمدة ثلاثة أيام فقط، لكنت في المعسكر المحظوظ. لكن بعد مرور ثلاث سنوات على المريخ، وأنا مستحم في البيئة الإشعاعية، أعتقد أن هذا هو المسمار الأخير في نعش أي من المشككين في إمكانية تشغيل COTS على المريخ. “أشار تزانتوس.

قال تزانيتوس: “إن COTS موجودة لتبقى”. “سيصبح الأمر أكثر شيوعًا في المريخ وفي جميع أنحاء النظام الشمسي.”