الدروس المستفادة من مروحية “إنجنيوتي” على المريخ ستؤثر على تصاميم المركبات اللاحقة – سي بي إس نيوز

الدروس المستفادة من مروحية

بعد ما يقرب من عام على[[LINK4]] هبوط طائرة ناسا المروحية إنجنيويتي[[LINK4]] على سطح المريخ بعد مهمة طويلة وناجحة بشكل ملحوظ، حدد المهندسون السبب الأكثر احتمالاً: الطيران فوق الكثبان الرملية التي لا تحتوي على ميزات بحيث لم تتمكن المستشعرات الموجودة على متن الطائرة من تحديد اتجاه المروحية وسرعتها.

كانت النتيجة هبوطاً “قاسياً” على جانب شديد الانحدار أدى إلى دوران إنجنيويتي بسرعة كبيرة لدرجة أن دواراتها، التي تدور بسرعة تقارب 400 ميل في الساعة لتوفير الرفع في الغلاف الجوي الرقيق جداً للمريخ، تعرضت لفشل هيكلي. انكسر أحدها وتعرضت الأخرى لأضرار جسيمة.

121124-ingenuity.jpg


121124-ingenuity.jpg
التقطت مركبة بيرسيفيرانس صورة لطائرة الهليكوبتر إنجينيتي (على اليمين البعيد) في 24 فبراير، بعد حوالي خمسة أسابيع من آخر رحلة للطائرة. انكسرت إحدى شفرات مروحتها أثناء الهبوط وتم إلقاؤها بعيدًا إلى أحد الجوانب (على اليسار البعيد).

ناسا/JPL-Caltech/LANL/CNES/CNRS


قال هافارد غريب، أول طيار لإنجينيتي، في مقابلة يوم الأربعاء إن الدروس المستفادة من الرحلة الثانية والسبعين والأخيرة لإنجينيتي في 18 يناير سيتم إدخالها في تصاميم لطائرات هليكوبتر أكثر قوة على المريخ يتم دراستها حاليًا في مختبر الدفع النفاث حيث تم بناء إنجينيتي.

“نحن نعمل بنشاط كبير الآن على شكل ذلك,” قال غريب في مقابلة. “نحن نطور مفهوم هذه الطائرة الكبيرة مع ستة دوارات و36 شفرة التي يمكن أن تحمل حمولتها العلمية الخاصة حول المريخ. لذا هذا هو المكان الذي يتركز فيه اهتمامنا في عالم الطائرات العمودية الآن.”

خلال إحاطة يوم الأربعاء في الاجتماع السنوي للاتحاد الجيولوجي الأمريكي في واشنطن العاصمة، ناقش تيدي تزانيتوس، مدير مشروع إنجينيتي، مفهوم طائرة المريخ ذات الست دوارات، وهي طائرة دوارة ستكون أثقل بـ 20 مرة من إنجينيتي ويمكن أن تطير حتى ميلين في اليوم حاملةً عدة أرطال من أدوات العلوم.

قال تزانيتوس في بيان صحفي لوكالة ناسا: “أصبحت إنجينويتي أول مهمة تطير بمعالجات هواتف محمولة تجارية في الفضاء العميق”. وأظهرت المهمة “أن ليس كل شيء يحتاج إلى أن يكون أكبر وأثقل ومقاوم للإشعاع للعمل في البيئة القاسية على سطح المريخ”.

تم نقل إنجينويتي إلى المريخ بواسطة مركبة ناسا المثابرة، حيث تم إسقاطها على سطح الكوكب الأحمر في أبريل 2021 ونفذت رحلتها الأولى بعد أسبوعين. تم بناؤها أساسًا لمعرفة ما إذا كانت الطائرات المروحية يمكن أن تطير في الأجواء الباردة والرقيقة، وكان من المتوقع أن تقوم بخمس رحلات خلال 30 يومًا كدليل على المفهوم.

فاجأت الجميع تقريبًا، حيث انتهى بها الأمر إلى القيام بـ 72 رحلة على مدى ما يقرب من ثلاث سنوات، حيث كانت تستطلع دائمًا أمام المثابرة بينما سجلت أكثر من ساعتين من وقت الطيران وسافرت مسافة إجمالية قدرها 10.7 أميال على ارتفاعات تصل إلى ما يقرب من 80 قدمًا قبل رحلتها الأخيرة في 18 يناير.

“تمثيل رسومي للسيناريو الأكثر احتمالاً الذي أدى إلى هبوط طائرة إنجينيتي المروحية على سطح المريخ في يناير الماضي.”

استؤنفت الاتصالات من خلال المثابرة في اليوم التالي، وبعد ستة أيام من الرحلة، أرسل الروفر صورًا تظهر أن المروحية قد تعرضت لأضرار كبيرة في دواراتها.

في البداية، اشتبه مراقبو الرحلة أن المروحية “إينجنيويتي” قامت بهبوط قاسي بزاوية حادة، مما أدى إلى اصطدام دواراتها السريعة بالأرض.

لكن السيناريو الأكثر احتمالًا، كما قال غريب، هو أن المروحية لم تتمكن من تحديد سرعتها الأفقية أثناء تحليقها فوق رمال شبه خالية من المعالم وهبطت بينما كانت تتحرك جانبيًا بسرعة تتجاوز بشكل كبير قيود تصميمها.

“لقد هبطنا أيضًا على منحدر شديد، ربما هو المنحدر الأكثر حدة الذي واجهناه في جميع رحلاتنا،” قال. “إن الجمع بين الأمرين يتناسب جيدًا مع ما يفترضه السيناريو الأكثر احتمالًا لدينا.

“عندما اتصل بالأرض، كان عليه أن يدور بسرعة لكي يتماشى مع السطح. وهذا يجبر المروحية على الدوران حول المحورين الأفقي والرأسي، ونظرًا لأن هذا الدوار صلب، فإن الدوار يجب أن يتبع ذلك بسرعة أكثر أو أقل، مما يضع الكثير من لحظات الانحناء على الشفرات.”

كانت تلك اللحظات الانحنائية، أو القوى، شديدة لأن أطراف الدوارات كانت تتحرك بسرعة كبيرة. انفصلت أطراف الشفرات، مما جعل نظام الدوار غير متوازن. وقد أدى ذلك بدوره إلى حدوث اهتزاز كافٍ تسبب في كسر أحد الدوارات عند جذعه. قال “Grip” إن أيًا من الشفرات لم تلمس السطح أثناء الهبوط.

في مفاجأة أخرى لمراقبي الطيران، استقرت إنجينيتي على أرجل الهبوط الخاصة بها مع لوحها الشمسي الصغير موجهًا نحو السماء. وعلى الرغم من أنه لم يعد بإمكانها الطيران، إلا أنها استمرت في نقل تقارير الطقس المريخي إلى بيرسيفيرانس حتى نوفمبر الماضي عندما ابتعد الروفر كثيرًا عن الحفاظ على رابط الراديو.

“لقد تخيلت دائمًا أن الهبوط السيء سينتهي، كما تعلم، الشيء في 1,000 قطعة على السطح”، قال غريب. “لذا فإن حقيقة أنه قائم ويتحدث إلينا (لم يكن) على الإطلاق ما كنت سأتصوره.”