שְׁנִינוּת, הניסוי הטכנולוגי של נאס"א, מתכונן לנסות את הטיסה המאוישת הראשונה לכוכב האדום. כאשר הרובר התמדה של נאס"א ינחת על מאדים ב-18 בפברואר 2021, הוא ישא נוסע קטן אך אדיר: מסוק המאדים של המצאה.
המסוק, שעל פני כדור הארץ שוקל כ-1,8 ק"ג ויש לו גוף בגודל של קופסת טישו, הופיע לפני שש שנים כסיכוי לא סביר. מהנדסים במעבדת הנעה סילון של נאס"א בדרום קליפורניה ידעו שבאופן תיאורטי אפשרי לטוס באטמוספירה הדקה של מאדים, אבל אף אחד לא היה בטוח אם הם יכולים לבנות רכב חזק מספיק כדי לטוס, לתקשר ולשרוד באופן אוטונומי עם הגבלות קיצוניות על המסה שלו. אז הצוות היה צריך להוכיח במהלך ניסויים על כדור הארץ שהוא יכול לעוף בתנאים של מאדים. נכון לעכשיו, הצוות מתכונן לבדיקת המכשיר בתנאים האמיתיים של מאדים. התמצאות חוותה תנודות שיגור חזקות ב-30 ביולי 2020, תוך שהיא צללה לאווירת המאדים על סיפונה של Perseverance.
כושר המצאה הוא ניסוי טיסה
מסוק Mars Ingenuity הוא מה שנקרא הדגמה טכנולוגית - פרויקט ממוקד צר שמטרתו לבחון אפשרויות חדשות בפעם הראשונה. הדגמות קודמות של טכנולוגיה פורצת דרך כללו את הרובר הראשון של מאדים, Sojourner, ו-Mars Cube One (MarCO) CubeSats שטסו מעל מאדים.
המסוק אינו נושא מכשירים מדעיים ואינו חלק ממשימת מדעי ההתמדה. מטרת המצאה היא מטרה הנדסית: להדגים טיסה של מטוס רוטור באטמוספירה הדקה ביותר של מאדים, שצפיפותה היא רק כ-1% מצפיפות האטמוספירה שלנו על פני כדור הארץ. צוות Ingenuity יערוך עד חמש טיסות ניסוי במהלך חלון ההדגמה של 30 ימי מאדים (31 כדור הארץ).
מאדים לא יהיה אדיב במיוחד לכושר המצאה
מכיוון שהאטמוספירה של מאדים כל כך דקה, Ingenuity מתוכננת להיות קלה, עם להבי רוטור שגדולים בהרבה ומסתובבים הרבה יותר מהר מאלה שיידרשו למסוק במסה של Ingenuity על פני כדור הארץ.
בכוכב האדום, הטמפרטורה בלילה היא מינוס 90 מעלות צלזיוס במכתש Jezero, מקום הנחיתה של הרובר והמסוק. טמפרטורות אלו ידחפו את גבולות העיצוב המקורי של חלקים מוגמרים בשימוש ב-Ingenuity. בדיקות על כדור הארץ בטמפרטורות חזויות מראות שהחלקים של Ingenuity צריכים לעבוד כמתוכנן, אבל הצוות מצפה לניסויים אמיתיים על מאדים.
"אחד הדברים הראשונים ש-Ingenuity תצטרך לעשות כשהיא תגיע למאדים הוא פשוט לשרוד את הלילה הראשון שלה", אמר טים קנהאם, מנהל התפעול של Ingenuity ב-JPL.
כושר ההמצאה תלוי בהתמדה
ההמצאה יושבת בצד מתחת לבטן הרובר של Perseverance, עם כיסוי להגנה מפני פסולת שנזרקה במהלך הנחיתה. הן הרובר והן המסוק מאוכסנים בבטחה בתוך הקפסולה של החללית במהלך 471 מיליון הקילומטרים שלה למאדים. מערכת הכוח של החללית Mars 2020 מטעין מעת לעת את הסוללות של Ingenuity בדרך לשם.
כדי להגיע לפני השטח של מאדים, התמצאות והתמדה יעזבו יחד בנחיתה. מערכת הכניסה, הירידה והנחיתה של הרובר כוללת מצנח על-קולי, "מוחות" חדשים להימנעות ממפגעים אוטונומיים, ורכיבים למנוף הניתן לתמרון שיוריד את הרובר אל פני השטח. רק כ-50% מהניסיונות של כל סוכנות חלל לנחות על מאדים הצליחו.
ברגע שנמצא אתר מתאים למסוק, מערכת אספקת מסוקי מאדים תפיל את משטח הנחיתה, תחזיר את המסוק למצב למטה, ותנמיך בעדינות את התמצאות לפני השטח. במהלך כל מסע ההפעלה ומבחני הטיסה של המסוק, ישמור הרובר על תקשורת עם כדור הארץ.
כושר המצאה הוא חכם מאוד עבור רובוט קטן
עיכובים הם חלק בלתי נפרד מתקשורת עם חלליות במרחקים בין כוכבי לכת, מה שאומר שבקרי טיסה של Ingenuity ב-JPL לא יוכלו לשלוט על המסוק עם ג'ויסטיק. למעשה, הם לא יוכלו לצפות בנתונים ההנדסיים או בתמונות של הטיסה עם התקדמותה.
בדרך זו, Ingenuity תקבל החלטות משלה על סמך פרמטרים שנקבעו על ידי המהנדסים שלה בכדור הארץ. למשל, למסוק יש מעין תרמוסטט הניתן לתכנות שיחמם אותו על מאדים. במהלך הטיסה, Ingenuity תנתח נתוני חיישנים ותמונות שטח כדי להבטיח שהוא יישאר בנתיב הטיסה שהוגדר על ידי מהנדסי הפרויקט.
צוות Ingenuity צועד להצלחה צעד אחד בכל פעם
בהתחשב באופי הניסיוני של Ingenuity, לצוות יש רשימה ארוכה של אבני דרך שהמסוק חייב לעמוד בו לפני שיוכל להמריא ולנחות באביב 2021. הצוות הגדיר אותם כך:
- לשרוד את השייט למאדים ולבצע נחיתה מוצלחת
- משטחים בבטחה מתחת להתמדה
- חימום אוטונומי בלילות מאדים קרים מאוד
- טעינה עצמאית מהפאנל הסולארי על הרוטורים
- תקשורת מוצלחת עם המסוק ובחזרה באמצעות תת-מערכת המכונה תחנת הבסיס של מסוקי מאדים
אם ניסויי הטיסה הניסיוניים הראשונים בכוכב אחר יצליחו, צוות Ingenuity יבצע עוד מספר טיסות ניסוי.
עבודתה המוצלחת של המצאה תשנה את עתיד חקר מאדים
התמצאות נועדה להדגים את הטכנולוגיות והפעולות הייחודיות הנדרשות לטיסות באווירת המאדים. אם יצליחו, הטכנולוגיות הללו והניסיון של הטסת מסוק על כוכב לכת אחר עלולים להוביל ליצירת מטוסים רובוטיים מתקדמים נוספים שיכולים להפוך לחלק ממשימות רובוטיות ואנושיות עתידיות למאדים.
שימושים אפשריים במסוק עתידי על מאדים כוללים אספקת נקודת תצפית ייחודית שאינה מסופקת על ידי המסלולים הנוכחיים, הרוברים והנחיתות על פני כדור הארץ; הדמיה ואינטליגנציה בחדות גבוהה עבור רובוטים או בני אדם; וגישה לשטח קשה לרכבי שטח. מסוק העתיד יכול אפילו לסייע בהובלת מטענים קלים אך חיוניים ממקום אחד למשנהו.
קרא גם:
- הרובר החדש של DuAxle יכול ללכת למקום שאחרים לא חלמו מעולם
- רובר Curiosity של נאס"א חוגג 3000 ימים על מאדים