نگاهی به یکی از پیشرفته ترین سازه های دست بشر

به گزارش مجله دامپزشکی، جدیدترین ساخته دانشمندان و مهندسان ناسا با نام استقامت (Perseverance) بامداد روز جمعه گذشته (به وقت ایران) با موفقیت روی سطح مریخ فرود آمد و ماموریت تاریخی خود را برای یافتن نشانه هایی از زندگی در مریخ باستان در یک دلتای باستانی در دهانه برخوردی موسوم به جیزرو(Jezero) آغاز کرد.

نگاهی به یکی از پیشرفته ترین سازه های دست بشر

به گزارش خبرنگاران به نقل از ایسنا، مریخ نورد استقامت که جدیدترین و پیشرفته ترین مریخ نورد ناسا توسط دانشمندان و مهندسان این سازمان فضایی محسوب می گردد، به منظور انجام ماموریت های علمی خود ابزارهای علمی زیادی را همراه خود دارد که همگی از پیشرفته ترین ابزارهای ناسا برای کاوش سیاره ای هستند.

استقامت که به اختصار پرسی(Percy) نیز گفته می گردد، سطح مریخ را کاوش می کند و تحقیقات علمی زیادی را انجام خواهد داد.

هدف اصلی مریخ نورد استقامت که پیشتر مارس 2020 نامیده می شد و توسط موشک اطلس5 به مریخ فرستاده شد، بررسی حیات میکروسکوپی در مریخ است.

استقامت پس از گذراندن 7 دقیقه وحشت با سرعت 12 هزار مایل در ساعت(19312 کیلومتر) از اتمسفر مریخ گذشت و بر روی سیاره سرخ فرود آمد. این عملیات، از آن جا که منطقه فرود در دهانه جیزرو با سنگ های ناهموار و موانع پر شده بود و هزاران کد نیاز بود تا این مریخ نورد بتواند بدون دخالت انسان این ماموریت پیچیده را به اتمام برساند، عملیات سختی بود.

مونتاژ نهایی و آزمایش مریخ نورد استقامت ناسا در مرکز فضایی کندی در فلوریدا انجام شد و در آخرین مراحل، چرخ های آن و چتر نجات آن نصب شدند.

دلیل طراحی نزدیک این مریخ نورد به مریخ نورد کنجکاوی کاهش خطر شکست ماموریت و صرفه جویی در بودجه و زمان توسعه آن بود.

ناسا در اسفند ماه سال گذشته خبر از ساخت و آزمایش یک برادر دوقلو برای مریخ نورد استقامت به نام خوش بینی(Optimism) داد تا با انجام آزمایش های مختلف روی آن در زمین، به عملکرد بهینه استقامت در مریخ کمک کند.

شش چرخ استقامت با عرض و قطر 52.5 سانتیمتر، از جنس آلومینیوم، ضخیم تر و بادوام تر از چرخ های مریخ نورد کنجکاوی هستند.

بخش نهایی سیستم مریخ نورد استقامت از هفت موتور تشکیل شده که قسمت های گوناگونی از جمله یک بازوی رباتیک را شامل می شوند. کار این بازوی رباتیک، جمع آوری نمونه های مورد نظر از سطح مریخ و گذاشتن آنها در یک قوطی است تا برای انتقال به زمین آماده شوند.

مجموعه ای از تجهیزات علمی مانند رادار زمین نفوذ، طیف سنج برای بررسی ترکیبات خاک، چندین دوربین برای ثبت تصاویر پانوراما و کلوزآپ از سطح مریخ و ابزاری برای تولید اکسیژن از دی اکسید کربن همراه استقامت است. همه این تجهیزات به این دلیل طراحی شده اند که اکتشافات آینده هم توسط ربات و هم توسط انسان، ساده تر و کارآمدتر صورت بگیرد.

این ماموریت، دو هدف دارد. نخستین هدف، بررسی های علمی برای درک محیط مریخ در گذشته و حال و همچنین قابل سکونت بودن آن است. دلیل دوم نیز جمع آوری نمونه هایی از خاک مریخ برای آوردن به زمین است. ماموریت دیگری که برای سال 2026 برنامه ریزی شده است، قرار است لوله های آزمایشی جمع آوری شده توسط مریخ نورد استقامت را به زمین بازگرداند تا مورد بررسی جامع تر قرار بگیرند.

مریخ نورد استقامت پیشرفته ترین وسیله ای است که آژانس فضایی تا به امروز ساخته و چشمان آن نیز از این قاعده مستثنی نیستند.

مجموعا 23 دوربین در استقامت وجود دارد که پنج دوربین بیشتر از مریخ نورد کنجکاوی است و نوید تصاویر رنگی و سه بعدی بیشتری را از مریخ می دهد. دوربین موسوم به Mastcam-Z این مریخ نورد، قابلیت تصویربرداری استریوسکوپی به همراه زوم را نیز دارد که منجر به زاویه دید بازتر دوربین ها می گردد. این مریخ نورد دارای 9 دوربین مهندسی، 7 دوربین علمی و 7 دوربین ورودی و فرود است.

نام این دوربین ها عبارتند از: دوربین(Navcams) ناوکمز ، دوربینهزکمز(Hazcams) ، دوربین سوپرکم(SuperCam) و دوربین مست کم زد(Mastcam-z) که همگی آنها مورد آزمایش قرار گرفته اند. دوربین های ناوکمز برای ثبت تصاویر پانوراما، دوربین های هزکمز برای ثبت تصاویر از مکان هایی که رفتن به درون آنها مشکل است، دوربین سوپرکم برای مطالعه سنگ های مریخی با تأکید بر جستجوی نشانه های حیات در گذشته یا حال مورد استفاده قرار می گیرد و دوربین مست کم زد نیز تصاویر چند وجهی را ثبت خواهد کرد.

ناسا در یک وبلاگ نوشت: مریخ نورد استقامت که مجهز به ابزارهای علوم بینایی(visionary science instruments)، پس از نصب چندین دوربین تحت آزمایش چشم قرار گرفت. این مریخ نورد شامل یک دسته از دوربین ها با قابلیت های تصویربرداری بالا است که هر کدام از آنها قابلیت های متفاوت و خوبی دارند. این قابلیت ها به این مریخ نورد اجازه می دهد تا به راحتی در سیاره سرخ کاوش کند و به طور تخصصی هر آنچه در آنجا رخ می دهد را مورد بررسی و مطالعه قرار دهد.

اما با وجود اینکه تا به امروز هشت ماموریت روانه مریخ شده اند هنوز هیچ صدایی به طور مستقیم از این سیاره به زمین مخابره نشده است و این موضوع به زودی با ارسال مریخ نورد استقامت به سیاره سرخ تغییر خواهد کرد.

اولین تلاش برای ضبط صدا در مریخ، اجرای تعبیه یک میکروفن در فرودگر مارس پولار متعلق به ناسا بود، اما متأسفانه این فضاپیما پس از پرتاب در سال 1996 سقوط کرد.

سپس در سال 2004 انجمن سیاره ای شانس خود را با مأموریت مریخی فرانسه به نام نتلندر(Netlander) آزمود، اما این ماموریت هم لغو شد.

چند سال بعد، فضاپیمای مارس فونیکس به معنای ققنوس مریخ متعلق به ناسا به میکروفن مجهز شد، اما ناسا به دلیل مسائل فنی مجبور شد آن را قبل از پرتاب خاموش کند.

اکنون این طلسم با مریخ نورد استقامت(Perseverance) در حال شکستن است و جدیدترین ماموریت مریخی ناسا نه تنها یک، بلکه مجهز به دو میکروفن برای ضبط صدای سیاره سرخ است.

میکروفن اول بخشی از سیستم EDL(ورود، کاهش ارتفاع و فرود) است که فرود امن استقامت را بر سطح مریخ تضمین می کند. صدای فرود این مریخ نورد با تصاویر دوربین های آن جفت شد تا نخستین تجربه یک تصویر همراه با صدا را از فرود یک ماموریت بر سطح مریخ داشته باشیم.

میکروفن دوم نیز یک نسخه بهبود یافته از ابزار اندازه گیری لیزری SuperCam تعبیه شده روی مریخ نورد کنجکاوی(Curiosity) است.

استقامت از سیستم ChemCam دقیقاً مانند نسخه قدیمی خود بر روی سطح سیاره سرخ استفاده خواهد کرد. ChemCam از شلیک لیزر مادون قرمز برای گرم کردن و تبخیر سنگ ها و خاک مریخ استفاده می کند. همین طور که لیزر کار خود را انجام می دهد، یک دوربین، ترکیب شیمیایی مواد تبخیر شده را تجزیه و تحلیل کرده و به دنبال ترکیبات آلی می گردد.

اما صدایی که از این سنگ های در حال متلاشی شدن در می آید، می تواند به دانشمندان سرنخ هایی راجع به ترکیب آنها بدهد.

این میکروفن خارجی همچنین صدای محیط را در حالی که این مریخ نورد در حال گشت و گذار در مریخ است، ضبط می کند و این یک مزیت دیگر برای تیم به همراه دارد.

گِرِگ دلوری مسئول این میکروفن ها می گوید: شنیدن صدای چرخش دکل، چرخیدن چرخ ها یا شنیدن صدای سایر ابزارها می تواند یک ابزار مهم تشخیصی مهندسی باشد. ما هنوز نمی دانیم که دقیقا چه چیزهایی خواهیم شنید. آیا طوفان های سطح مریخ صدایی شبیه به رعد و برق های زمین دارند؟ آیا باد در مریخ نیز مانند زمین زوزه می کشد؟ باید منتظر ماند و شنید.

این مریخ نورد بامداد روز جمعه گذشته با کمک دو فناوری جدید به هدف اول خود یعنی فرود پیروز بر سطح مریخ رسید، فناوری فرودی که مریخ نورد کنجکاوی در اختیار نداشت. یکی از آنها با نام range trigger به این مریخ نورد اجازه داد تا چترش را درست در زمان مناسب باز کند و دیگری به نام terrain-relative navigation به آن اجازه داد تا دهانه جیزرو را بررسی کند و در برابر خطرات احتمالی هنگام فرود آماده باشد.

اما این مریخ نورد دارای یک ابزار بدیع و جدید دیگری نیز هست که برای اولین بار در تاریخ مورد آزمایش قرار می گیرد؛ بالگردی موسوم به نبوغ(Ingenuity) که برای اولین بار در تاریخ بشر در آسمان یک جرم آسمانی غیر از سیاره زمین به پرواز درخواهد آمد.

بالگرد نبوغ در شکل یک مأموریت، یک پرواز آزمایشی برای آزمودن قابلیت پرواز در هوای جایی جز زمین و ایجاد سرمشق برای مأموریت های آینده است و جز این قرار نیست کار خاصی انجام دهد. وزن تقریبی آن 1.8 کیلوگرم است و پرواز پیروزیت آمیز این بالگرد کوچک، درهای منافع علمی و تجاری جدیدی را در مریخ باز می کند.

هاوارد گریپ رئیس پروژه نبوغ از آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا(JPL) در بیانیه ای در وب سایت ناسا گفت: برادران رایت نشان دادند که پرواز در جو زمین با استفاده از یک هواپیمای آزمایشی امکان پذیر است. [حالا] ما با نبوغ در تلاشیم که همین کار را در مریخ انجام دهیم.

بال های نبوغ با سرعت 2400 دور در دقیقه می چرخند تا پرواز در جو نازک مریخ را امکان پذیر کنند.

در حالی که مریخ نورد استقامت مملو از ابزار علمی است، بالگرد نبوغ به عنوان یک آزمایش جداگانه و خودمختار طراحی شده است.

نبوغ برای پرواز در جو بسیار نازک مریخ که 99 درصد نازک تر از جو زمین است، بسیار سبک وزن طراحی شده است و با فاصله تنها حدود 50 سانتی متری از سطح مریخ پرواز خواهد کرد.

این بالگرد کوچک دارای چهار تیغه بزرگ ساخته شده از فیبر کربن است که 1.2 متر طول دارند. هنگامی که تلاش برای پرواز آغاز گردد، بال ها در جهت مخالف هم تقریباً با سرعت 2400 دور در دقیقه می چرخند که بسیار سریع تر از سرعت چرخش بال بالگردهای زمینی است.

هوا در منطقه دهانه جیزرو؛ جایی که استقامت در آن فرود آمده، سرد است و دمایی حدود منفی 90 درجه سانتی گراد دارد. به همین دلیل، مقدار زیادی از قدرت نبوغ مستقیماً به وسایل گرمایشی منتقل می گردد تا تجهیزات را از توقف بر اثر سرمای فوق العاده حفظ کند.

از آنجا که مریخ برای مخابره رادیویی بی نقص بسیار دور است، کنترل کننده های پرواز نبوغ در ناسا نمی توانند آن را در حالی که در مریخ در حالت پرواز است، کنترل کنند. این بدان معناست که دستورات مربوط به دستورالعمل های پروازی از قبل به آن ارسال می گردد و تیم عملیات باید پس از فرود استقامت یک بار دیگر هفت دقیقه وحشت را تا دریافت گزارش از پرواز نبوغ تجربه کند.

مت والاس مدیر پروژه ماموریت مارس 2020 گفت: این یک فناوری است که واقعاً یک روش اکتشافی جدید را برای ما ایجاد می کند، دقیقاً مانند کاری که 20 سال پیش مریخ نورد سوجورنر کرد که برای اولین بار در مریخ حرکت کرد.

مریخ نورد سوجورنر(Sojourner) یک مریخ نورد رباتیک بود که در تاریخ 4 ژوئیه 1997 در منطقه Ares Vallis مریخ فرود آمد. این مریخ نورد اولین وسیله نقلیه چرخ دار بود که سیاره دیگری را پیمود و بخشی از مأموریت رهیاب مریخ بود. این مریخ نورد مجهز به دوربین عقب و جلو و سخت افزار ویژه برای انجام چندین آزمایش علمی بود، برای مأموریتی به مدت 7 روز مریخی با احتمال گسترش تا 30 روز مریخی طراحی شده بود که در نهایت برای 83 روز مریخی فعال بود. سوجورنر مسافت کمی بیش از 100 متر را طی ماموریت خود طی کرد.

نبوغ همچنین دوربین خاص خود را دارد. با توجه به قابلیت پیگیری لحظه ای این ماموریت توسط ناسا، کسانی که از زمین به صورت زنده آن را تماشا می کنند، علاوه بر مشاهده پرواز نبوغ از دید مریخ نورد استقامت، می توانند عکس های هوایی منتشر شده از بالگرد را نیز مشاهده کنند.

قبل از اینکه نبوغ در آسمان مریخ پرواز کند، باید چندین آزمایش را پشت سر بگذارد که برخی از آنها از جمله سالم ماندن در هنگام پرتاب موشک و سپس جدا شدن از مریخ نورد در سطح مریخ با پیروزیت اجرا شده است.

این بالگرد کوچک از صفحات خورشیدی برای شارژ باتری لیتیوم-یون خود و برای پرواز 90 ثانیه ای خود استفاده خواهد کرد. تیم ناسا پس از شارژ کامل این باتری، پرواز آزمایشی نبوغ را آغاز خواهد کرد، اما عجله ای برای آن وجود ندارد.

جیا-روی کوک ناظر رویدادها و پروژه های خبری در ناسا گفت: ما در حال حاضر تاریخ های تعیینی نداریم، زیرا تیم های عملیات استقامت و نبوغ برای بررسی ربات های خود به زمان نیاز دارند و ما نمی توانیم کاملاً پیش بینی کنیم که این کار چه مدت طول خواهد کشید.

پرواز نبوغ در آسمان مریخ می تواند به بررسی منابع احتمالی، مأموریت های علمی آینده و تعیین مکان های بکر برای اسکان نهایی در مریخ، زمینه را برای پرواز دیگر هوانوردها در جهان های دیگر فراهم کند.

منبع: جام جم آنلاین
انتشار: 26 اسفند 1399 بروزرسانی: 26 اسفند 1399 گردآورنده: vetworld.ir شناسه مطلب: 1530

به "نگاهی به یکی از پیشرفته ترین سازه های دست بشر" امتیاز دهید

امتیاز دهید:

دیدگاه های مرتبط با "نگاهی به یکی از پیشرفته ترین سازه های دست بشر"

* نظرتان را در مورد این مقاله با ما درمیان بگذارید