مریخ نورد پرسویرنس

مریخ نورد پرسویرنس (Perseverance)؛ هر آن چه نیاز است بدانید

آیا این مریخ‌نورد دید ما از سیاره سرخ را دگرگون خواهد کرد؟

مریخ نورد پرسویرنس (Perseverance)؛ هر آن چه نیاز است بدانید سارا احمدی ۰ ۰۸ اسفند ۱۳۹۹ فضا

ناسا در جدیدترین برنامه فضایی خود برای مریخ، مریخ نورد پرسویرنس را به این سیاره اعزام کرده است. وظیفه اصلی مریخ نورد پرسویرنس، جستجوی آثاری از حیات گذشته در سیاره سرخ است.

زمان بندی مهم‌ترین فاکتور در یک ماموریت فضایی است. در ماموریت‌های فضایی، باید توالی پیچیده و دقیقی از فرمان‌ها و اقدامات شود تا دستیابی به موفقیت تضمین شود. این قاعده در مورد ماموریت‌های فضایی در سطح جهان‌های دیگر نیز صدق می‌کند.

در ۱۸ ماه فوریه سال جاری میلادی، مریخ نورد پرسویرنس با به کارگیری همین مجموعه پیچیده از فرمان‌ها واقدامات روی سطح مریخ فرود آمد. پرسویرنس از نظر زیبایی‌شناسی همتای مریخ نورد پیشین، کنجکاوی، محسوب می‌شود که در سال ۲۰۱۲ روی سطح مریخ فرود آمد. مریخ نورد پرسویرنس به دنبال آثاری از حیات گذشته در مریخ خواهد بود و در کنار آن آزمایش‌های مهیج دیگری را نیز انجام خواهد داد.

پژوهش حیات در سایر سیاره ها از جمله زمینه های جذاب است. اخیرا در مریخ حضور آب در دریاچه های نمکی تایید شد. 

مریخ نورد ۱۰۲۵ کیلوگرمی پرسویرنس از یک ژنراتور ترموالکتریک رادیوایزوتوپی نیرو می‌گیرد که سوخت آن از گرمای ناشی از فروپاشی پلوتونیم تامین می‌شود. دو مریخ نورد فرصت (Opportunity) و روح (Spirit) پیش از اتمام ماموریت خود از مدار خارج شدند؛ چرا که از انرژی خورشیدی جهت پیمایش مریخ استفاده می‌کردند. البته هنوز هم شروع به کار مریخ نورد دقیقا پس از به مریخ نشستن ضروری است. ماموریت مریخ نورد پرسویرنس یک سال مریخی برابر با دو سال زمینی به طول می‌انجامد و باید حجم جاه طلبانه‌ای از آزمایش‌های علمی را انجام دهد. گرچه احتمال دارد که طول ماموریت این مریخ نورد تمدید شود؛ اما با توجه به مکان برنامه‌ریزی شده برای فرود مریخ نورد، دانشمندان می‌خواهند که هرچه زودتر جستجو و بررسی را آغاز کنند.

مریخ نورد پرسویرنس در دلتای رودخانه باستانی مریخ در دهانه جیزرو فرود آمده است؛ مکانی که از نظر شواهد بررسی حیات، بسیار غنی است.

مریخ نورد پرسویرنس پس از از سر گذراندن هفت دقیقه فرود بر سطح مریخ، موسوم به هفت دقیقه وحشت، سلامت ابزار و اجزای حیاتی خود را چک کرد. پرسویرنس به سلامت فرود آمد و حال با توجه به برنامه مشخص شده برای زمان‌بندی فعالیت‌های مختلف، کار خود را آغاز خواهد کرد.

برنامه صد روزه نخست مریخ نورد پرسویرنس

در طی صد روز نخستی که مریخ نورد پرسویرنس بر کره مریخ طی می‌کند، چه فعالیت‌هایی را انجام خواهد داد؟

ماموریت مریخ نورد پرسویرنس در ده روز نخست

نخستین کاری که پرسویرنس پس از فرود انجام می‌دهد، رها کردن پوشش دوربین‌های روی مریخ نورد است. سپس تصاویری از از جلو و عقب مریخ نورد ثبت کرده و با استفاده از فضاپیمای ادیسه مریخ و مدارگرد ردیاب گاز اروپا به زمین مخابره می‌کند.

جنیفر تروسپر، معاون مدیر پروژه این ماموری در آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا در کالیفرنیا می‌گوید:

مریخ نورد پرسویرنس پس از مخابره عکس‌ها یک چرت سریع می‌زند تا باتری‌های آن برای روز بعد شارژ شود.

در طول چند روز بعد، پرسویرنس وظایفی را انجام می‌دهد تا از سلامت و کارکرد صحیح آن اطمینان حاصل شود. تروسپر می‌گوید که مریخ نورد مکان دقیق خود را اعلام می‌کند و تیم او تلاش خواهند کرد تا عملکردهای پایه مریخ نورد شامل برق، دما و ارتباطات را بررسی کنند؛ چرا که اگر هر یک از این عملکردهای پایه به درستی کار نکنند، مریخ نورد می‌تواند خیلی سریع آسیب ببیند و ادامه ماموریت با مشکل قطعی روبرو خواهد بود. مریخ نورد موقعیت خورشید را نیز ردیابی خواهد کرد تا بتواند مکان دقیق زمین را تشخیص دهد؛ امری که برای ارتباط مستقیم استفاده خواهد شد. سپس مریخ نورد پرسویرنس ابزارها و سیستم‌های خود را بک گراند چک می‌کند و در عین حال، تصاویری از اطراف خود برای زمین ارسال می‌کند.

تمامی این فعالیت‌ها در حدود ۴ تا ۵ روز به طول می‌انجامد. در طی ۵ روز پس از آن، مریخ نورد از نرم افزاری که برای فرود از آن استفاده کرده بود، به نرم افزاری که برای عملیات در سطح مریخ نیاز است، سوییچ می‌کند. سپس پرسویرنس بازوی رباتیک خود را آزمایش می‌کند تا از عملکرد صحیح آن مطمئن شود. از این بازوی رباتیک برای جمع آوری و ذخیره نمونه‌های سطح مریخ استفاده می‌شود. حال نوبت به برداشتن نخستین «قدم‌ها» می‌رسد: مریخ نورد با ۶ چرخ ناهموار خود، مسافت کوتاهی را طی می‌کند.

در همین حال که تمامی این فعالیت‌ها در مریخ در جریان است، تیم بزرگی در زمین تصاویر سایت فرود را بررسی می‌کند تا برای آزمایشی بزرگ آماده شوند: نخستین پرواز در سطح مریخ.

ماموریت مریخ نورد پرسویرنس در روزهای ۱۰ تا ۶۰

در داخل شکم پرسویرنس ابزاری نیم متری قرار گرفته که «نبوغ» (Ingenuity) نام دارد. این هلیکوپتر مریخی با چهار تیغه چرخان، برای اولین بار پروازی آیرودینامیکی را در آسمان یک سیاره دیگر انجام خواهد داد. این فناوری می‌تواند مقدمه ای بر پروازهای بدون سرنشین در ماموریت‌های انسانی آینده باشد. پرسویرنس باید در مکانی مسطح قرار بگیرد تا نبوغ بتواند پرواز کند. با توجه به این نکته که مریخ نورد پرسویرنس می‌تواند در روز ۱۰۰ متر را طی کند، این مکان مسطح توسط تیم هلیکوپتر در فاصله‌ای ده روزه یا یک کیلومتری از مکان فرود انتخاب خواهد شد.

وقتی مکان مسطح پیدا شد، استقرار آهسته هلیکوپتر و مریخ نورد آغاز خواهد شد. نبوغ در زیر پرسویرنس قرار گرفته است؛ بنابراین مریخ نورد باید به آهستگی بچرخد و روی سطح مریخ قرار گیرد. سپس پاهای مریخ نورد به کمک فنرها باز می‌شود. هلیکوپتر نبوغ آخرین شارژ را از پرسویرنس دریافت می‌کند و سپس جهت تامین انرژی از باتری خورشیدی خود استفاده می‌کند. پس از این که همه این مراحل طی شد، هلیکوپتر به آرامی روی سطح مریخ قرار می‌گیرد. تمامی این پروسه‌ها به صورت تئوری تنها چند دقیقه طول می‌کشد؛ اما با توجه به اینکه مهندسان تمامی این مراحل را با احتیاط زیاد طی می‌کنند و عکس هایی را نیز جهت اطمینان از پیشرفت صحیح کار ثبت می‌کنند، عملیات یک هفته مریخی وقت خواهد برد.

از اینجاست که عملیات هلیکوپتر آغاز می‌شود. هلیکوپتر ۳۰ روز فرصت دارد تا ۵ پرواز مستقل ۹۰ ثانیه ای انجام دهد. این پروازها در ابتدا کوتاه و در ارتفاع پایین خواهد بود؛ اما در نهایت باید در ارتفاع‌های بالاتر و مسافت طولانی تر چند صد متر انجام شوند. جاشوا راویچ، سرپرست تیم مهندسی مکانیک هلیکوپتر در JPL می‌گوید:

پرواز شماره ۵، فرایندی پیچیده را طی خواهد کرد: بلند شدن، طی کردن مسافتی مشخص، انتخاب یک سایت فرود جدید و فرود در آن.

در هر روز، فقط یک پرواز انجام می‌شود و هلیکوپتر نبوغ در بین پروازها شارژ می‌شود. در تمام این مدت، پرسویرنس از این پروازها عکس و حتی فیلم تهیه خواهد کرد.

ماموریت مریخ نورد پرسویرنس در روزهای ۶۰ تا ۱۰۰

حاشیه ای برای خطا در فعالیت‌های ابتدایی وجود دارد. پس از گذشت ۳۰ روز و انجام پروازهای آزمایشی هلیکوپتر نبوغ (۵ پرواز در ۳۰ روز) نخستین فاز ماموریت به اتمام می‌رسد. در این جا است که حرکت مریخ نورد پرسویرنس جهت دستیابی به هدف‌های اصلی علمی آن آغاز خواهد شد. مهندسان هدایت پرسویرنس را به تیم علمی می‌سپارند. پس از انجام آزمایش‌های هلیکوپتر بسیاری از ابزارهای علمی آماده فعالیت خواهند بود.

در نخستین هفته‌های ماموریت، تیم علمی نخستین سایت برای ارسال مریخ نورد را انتخاب می‌کند. کتی استک مورگان، معاون دانشمند سرپرست پروژه پرسویرنس می‌گوید: بسته به محل فرود مریخ نورد، چند گزینه از سایت‌های مختمل برای ارسال آن وجود دارد. من پیش بینی می‌کنم که ما نخست یک بررسی علمی در کف دهانه انجام دهیم و سپس به سراغ دلتای رودخانه باستانی برویم؛ چرا که ممکن است در کف دهانه سنگ‌های آتشفشانی بیابیم. سنگ‌های آتشفشانی برای تخمین سن مطلق بسیار مناسب هستند و داده‌های حاصل از آن‌ها می‌تواند به عنوان مبنایی برای تعیین سن سایر نمونه‌های جمع آوری شده استفاده شود.

در ادامه، پرسویرنس اولین نمونه‌های خود را از سطح مریخ جمع آوری می‌کند. سپس لوله‌های به اندازه سیگار برگ را روی سطح سیاره باقی می‌گذارد. این لوله‌ها در ماموریتی دیگر جمع آوری شده و به زمین آورده می‌شوند.

ابزارهای مختلفی در پرسویرنس وجود دارد؛ به عنوان مثال، ابزار MOXIE، کربن دی اکسید موجود در جو مریخ را به اکسیژن قابل تنفس تبدیل می‌کند. MEDIA یک ابزار هواشناسی مریخی است و RIMFAX از رادار برای جستجوی آب و یخ در زیر سطح مریخ استفاده می‌کند.

ماموریت مریخ نورد پرسویرنس ماموریتی بی نظیر است و با توجه به آزمایش هلیکوپتر در فاز اولیه، آغازی متفاوت از سایر ماموریت‌ها دارد. پس از پایان ماموریت پرواز هلیکوپتر و انجام چک‌های متنوع برای تایید عملکرد صحیح مریخ نورد، ماموریت اصلی آن آغاز خواهد شد. پس از پایان صد روز نخست حضور در مریخ، احتمالا در ماه ژوئن، مریخ نورد هیجان انگیزترین جستجو برای حیات را آغاز خواهد کرد.


نظرات

guest
0 دیدگاه
Inline Feedbacks
View all comments
بالا