ناسا به‌تازگی یک تحلیل فنی دقیق از آخرین پرواز هلیکوپتر نبوغ (Ingenuity) روی مریخ انجام داده است. این هواگرد آزمایشی اولین دستگاهی بود که توانست پرواز کنترل‌شده و موتوری را روی یک جرم آسمانی دیگر به انجام برساند.
در 18 ژانویه 2024، آخرین پرواز نبوغ که به نظر یک مأموریت معمولی به نظر می‌رسید، به شکل غم‌انگیزی پایان یافت. تحقیقات نشان می‌دهد که خرابی در سیستم ناوبری نبوغ علت پایان این مأموریت بوده است. اما بقایای اولین هلیکوپتر مریخی چگونه به ناسا کمک می‌کند؟
هُوار گریپ، اولین خلبان نبوغ از آزمایشگاه پیشرانش جت (JPL) گفت:
وقتی که در حال بررسی حادثه‌ای هستید که 100 میلیون مایل دورتر رخ داده است، شما هیچ جعبه سیاه یا شاهد عینی در اختیار ندارید.
نبوغ در ابتدا برای یک مأموریت کوتاه 30 روزه با تنها پنج پرواز طراحی شده بود. با این حال، این هلیکوپتر موفق به اجرای 72 عملیات پروازی طی نزدیک به سه سال شد. در مجموع، نبوغ بیش از 30 برابر بیشتر از آنچه برنامه‌ریزی شده بود پرواز کرد و بیش از دو ساعت زمان پروازی را ثبت کرد.
فرود سخت بر سطح مریخ
آخرین پرواز نبوغ، یک پرش کوتاه عمودی با هدف بررسی سیستم‌ها و ثبت تصاویری از منطقه بود. با این حال، این مأموریت به شکل غیرمنتظره‌ای پایان یافت.
پس از یک صعود و نزول کوتاه، ارتباط بانبوغ قطع شد. بعداً، تیم کنترل مأموریت موفق شد ارتباط با هلیکوپتر را برقرار کرده و تصاویر ثبت‌شده را بازیابی کند.
اما تجزیه‌وتحلیل‌های بعدی نشان داد که پره‌های موتور به دلیل یک فرود سخت به شدت آسیب دیده‌اند.
هُوار گریپ توضیح داد:
اگرچه چندین سناریو با داده‌های موجود سازگار است، اما ما به این نتیجه رسیدیم که محتمل‌ترین علت این حادثه، نبود بافت کافی روی سطح بوده است که اطلاعات لازم برای سیستم ناوبری را فراهم نکرد.
سیستم ناوبری نبوغ از یک دوربین رو به پایین برای ردیابی ویژگی‌های بصری سطح زمین استفاده می‌کرد. این روش برای پروازهای قبلی کافی بود، اما زمین خشن و فاقد ویژگی‌های مشخص در دهانه جزرو (Jezero Crater) در طول پرواز شماره 72، چالش بزرگی برای این سیستم ایجاد کرد.
برای یک فرود دقیق، سیستم ناوبری نیاز به تخمین‌های دقیق سرعت داشت. اما داده‌های تحلیل‌شده از پرواز شماره 72 نشان دادند که پس از 20 ثانیه از شروع حرکت، سیستم نتوانست به‌اندازه کافی ویژگی‌های سطحی را ردیابی کند.
این خطا در داده‌های ناوبری باعث فرود سخت روی یک موج ماسه‌ای شد. این ضربه، آسیب شدیدی به پره‌های موتور وارد کرد و باعث ارتعاشات بیش از حد و افزایش تقاضای انرژی شد.
تغییر کاربری نبوغ، به‌عنوان ایستگاه جمع‌آوری داده‌های آب‌وهوایی!
میراث نبوغ همچنان پابرجاست. داده‌های این هلیکوپتر اطلاعات ارزشمندی درباره جو و سطح مریخ ارائه کرده است.
هرچند که روزهای پرواز نبوغ به پایان رسیده است، این کاوشگر جسور همچنان با نشستن بر سطح مریخ به جمع‌آوری داده‌ها ادامه خواهد داد. ناسا قصد دارد از این هلیکوپتر برای رصد وضعیت آب‌وهوای مریخ استفاده کند!
در حال حاضر، نبوغ به‌صورت هفتگی داده‌های آب‌وهوایی را به کاوشگر پشتکار یا استقامت (Perseverance) ارسال می‌کند. علاوه بر این، داده‌های سیستم‌های ناوبری و هوانوردی (avionics) را نیز جمع‌آوری کرده که برای مهندسان در طراحی مأموریت‌های آینده مریخ بسیار مفید بوده است.
تدی تزانتوس، مدیر پروژه نبوغ، در بیانیه‌ای مطبوعاتی گفت:
چون نبوغ طوری طراحی شده بود که مقرون‌به‌صرفه باشد و همزمان به مقدار زیادی قدرت محاسباتی نیاز داشت، ما اولین مأموریتی بودیم که از پردازنده‌های تلفن همراه تجاری در اعماق فضا استفاده کردیم.
ناسا در حال توسعه سیستم‌های ناوبری و هوانوردی کوچک‌تر و سبک‌تر برای مأموریت‌های آینده مریخ، از جمله کمپین بازگشت نمونه‌های مریخی (Mars Sample Return)، است.
تزانتوس و تیم او در حال کار روی یک طرح جدید هلیکوپتر به نام مارس چاپر (Mars Chopper) هستند. این هواگرد قدرتمند به‌صورت خودکار در مناظر دورافتاده مریخ حرکت خواهد کرد و می‌تواند تا 2 مایل (3.2 کیلومتر) در یک روز را پوشش دهد.
مارس چاپر حدوداً 20 برابر سنگین‌تر از نبوغ خواهد بود. این افزایش جرم به آن اجازه می‌دهد محصولات بیشتری برای جمع‌آوری داده‌های جوی و دیگر اطلاعات علمی حمل کند.
مهندسان آزمایشگاه پیشرانش جت (JPL) قرار است گزارش فنی نهایی درباره نبوغ را در چند هفته آینده منتشر کنند.
یافته‌های به‌دست‌آمده از این تحقیقات به توسعه بهتر نسل‌های آینده هلیکوپترهای مریخی و دیگر وسایل نقلیه فضایی بین‌سیاره‌ای کمک خواهد کرد.
منبع: Interestingengineering
