الفضاء

لاستكشاف المريخ في المستقبل ، هو أفضل طائرة شراعية

على مدى العقود القليلة الماضية أصبح المريخالكوكب الأكثر دراسة في النظام الشمسي (بعد الأرض). استقبل العشرات من الزوار. ثماني بعثات تعمل حاليا على الكوكب الأحمر. أقدمهم وصل في عام 2001 - مدار المريخ أوديسي ، وسوف يعمل حتى عام 2025. يتم التخطيط لمزيد من المهمات ، من وكالة ناسا وغيرها من وكالات الفضاء ، لإعادة العينات من سطح المريخ إلى الأرض ، وفي النهاية ، إرسال الناس إلى هناك.

ماذا سيحدث بعد الفرصة؟ على الأرجح ، جهاز نفخ يستخدم التدفقات الحرارية ، والتي يمكن أن تبقى في الهواء. وسيسمح بإجراء خرائط غير مكلفة وفعالة للمناطق غير المميزة لسطح الكوكب ، مما سيساعد في تخطيط مهام الهبوط.

طائرة شراعية لاستكشاف المريخ

سوف تتطلب مهام جديدة خرائط سطح مفصلة. بإمكان رصّيف المريخ عمل هذه الخرائط ، لكن لا يمكنهم المرور سوى بضعة أمتار في اليوم. سافر روفرز المريخ من ناسا لمسافة 45 كم خلال مهمته ، لكنه استغرق 15 عامًا تقريبًا.

لذلك ، يبحث علماء الكواكب عن طرق لاستكشافهاسطح الكوكب هو أكثر ذكاء. أحد الخيارات هو إطلاق الطائرة في جو المريخ بواسطة محرك قادر على دعمها في الهواء. ستكون هذه المهمة قادرة على تغطية مسافات ضخمة ، ولكنها ستكلف الكثير - من 350 مليون دولار.

سيكون أرخص النهج لإرسال مهمة أكبر. وبالتالي ، هناك فكرة أخرى هي إرسال روفر مع كوادكوبتر يمكنه استكشاف المناطق المحيطة القريبة. لكن مثل هذه الرحلات ستكون محدودة وقصيرة.

المطلوب هو نقل صغير بما يكفي بحيث يمكن استخدامه لإنجاز مهمة أخرى وفي نفس الوقت السفر لمسافات طويلة.

في اليوم الآخر أدريان بوسكيلا ، أمان شاندرا وزملاؤهممن جامعة أريزونا ، قالوا أنهم طوروا مثل هذه المهمة. فكرتهم هي إطلاق طائرة شراعية بدون طاقة في جو المريخ والحفاظ عليه أثناء الطيران بمساعدة التيارات الصعودية الحرارية - أعمدة الهواء الدافئ. ستكون الطائرة الشراعية قابلة للنفخ وستكون قادرة على الصعود إلى حجم صغير بدرجة كافية بحيث يمكن نقلها كحمولة عند القيام بمهام أكثر خطورة على سطح المريخ.

لكن أولاً ، خلفية صغيرة. المركبة الفضائية ، الموجودة حاليًا في مدار المريخ ، قادرة على التقاط صور بدقة 30 سم لكل بكسل. يجمع علماء الكواكب تدريجياً خريطة عالية الدقة لسطح المريخ منها.

ومع ذلك ، فإنها تحتاج إلى صور أفضل ،للتخطيط لبعثات الهبوط المستقبلية. حتى اليوم ، هبطت معظم المركبات على سهول مسطحة نسبيًا ، حيث كان احتمال حدوث تصادم مع صخرة أو حفرة صغيرة. هذه المناطق عادة ما تكون أقل إثارة للاهتمام من الناحية العلمية. بدلاً من ذلك ، يود علماء الكواكب أن يزوروا الوديان والتلال التي تشكلها المياه. يتطلب الهبوط الآمن في مثل هذه الأماكن أجهزة التصور لعرض الأحجار الصغيرة والحفر الصغيرة التي يمكن أن تلحق الضرر بالجهاز عند الاتصال.

توفر وحدات الهبوط هذا المستوىالتفاصيل ، لأنه يمكنهم التقاط صور بدقة 1 سنتيمتر لكل بكسل في مساحة 100 متر من حولهم. لكنهم غير قادرين على السفر لمسافات طويلة ضرورية للوصول إلى المناطق ذات الاهتمام. هذا هو السبب في تحول العلماء انتباههم إلى آلات الطيران.

الرحلة إلى المريخ شيء معقد. على الرغم من أن الجاذبية منخفضة ، إلا أن ثلث الأرض فقط ، يعد الغلاف الجوي للأرض أكثر كثافة مائة مرة. من الصعب جدا خلق.

يجب أن تكون أجنحة طائرة شراعية جديدة كبيرةنسبة إلى وزنه. سيحمل الطائرة الشراعية كاميرا 5 ميجابكسل ، واتصالات لاسلكية ، وجهاز كمبيوتر على متن الطائرة ، والعديد من الألواح الشمسية المزودة ببطاريات لتجميع الطاقة خلال النهار والبقاء في العمل ليلاً. حسب بوسكيلا وزملاؤه أنه بالإضافة إلى الأجنحة القابلة للنفخ والقيادة ، فإن الطائرة الشراعية ستحمل 5 كجم - كتلة النسر الذهبي.

ثم حسبوا ذلك من أجلللحفاظ على هذه الكتلة واقفة على قدميها ، ستحتاج الأجنحة إلى حوالي 6 أمتار ، وستكون الوحدة قادرة على الطيران بسرعة 100 متر في الثانية. للمقارنة ، يمكن النسور الذهبية على الأرض أن تخطط بامتداد جناح يصل إلى مترين عند الطيران بسرعة 15 مترا في الثانية.

سيتم نشر طائرة شراعية خلال المهمة الرئيسية.عند مدخل الغلاف الجوي للمريخ وانفصل عن الحمل الرئيسي على ارتفاع حوالي 2 كم. سينتج مولد النيتروجين ويخلق ضغطًا في طائرة شراعية في أقل من 10 ثوان ، وستصبح أجنحتها صلبة في غضون ساعة تقريبًا ، تحت تأثير أشعة الشمس المريخية.

وقد تم بالفعل اختبار تقنيات نفخ مثل هذه.على المريخ. اعتمدت كل من وحدة Mars Pathfinder و Mars MER على الأكياس الهوائية ، التي تضخمت أثناء هبوطها في الغلاف الجوي ، ثم خففت من التأثير على الأرض. كما تم تطويرها لسواتل الاتصالات الصغيرة.

جزء مهم من المهمة سيكون القدرة الذاتيةاستخدام تصاعد في جو المريخ. أثبتت هذه الأنظمة على الأرض القدرة على البقاء واقفة على قدميه لأسابيع أو أشهر.

إذا المريخ لديه ملف تعريف الرياح مثلالأرض ، أي تغيير سرعة الرياح وارتفاعها ، ثم تقترب الأرض ستعمل على الكوكب الأحمر. قام العلماء بالفعل بإجراء محاكاة عددية لهذه الأنواع من الرحلات الجوية على سطح المريخ.

هذه النتائج تشير إلى أن الحكم الذاتيستكون الرحلة قادرة على إبقاء الطائرة الشراعية طافية لفترات طويلة من الزمن ، مع مراعاة التغير الكبير الكافي في سرعة الرياح وارتفاعها. والسؤال الوحيد هو ما إذا كان يمكن للطائرة الشراعية الصمود على سطح المريخ لمدة عام.

ومع ذلك ، حتى بضع ساعات من الرحلة يمكنتوليد بيانات قيمة. يجب أن يكون للكاميرا الموجودة على متن الطائرة دقة سطحية تبلغ 10 سنتيمترات ، وبسرعة 100 متر في الثانية ، ستكون الطائرة الشراعية قادرة على الطيران بمئات الكيلومترات. سوف يرسل الصور إلى محطة مدارية مثل Mars Reconnaissance Orbiter ، والتي سوف ترسل بعد ذلك إلى المنزل.

يمكن لمثل هذه المهمة أن تلقي الضوء على عدد من الأمور القديمةأسرار المريخ. واحدة من هذه - الخطوط الغامضة على سفوح المريخ ، والتي تظهر أثناء ارتفاع درجات الحرارة وبداية الصيف. ويعتقد أن هذه هي تيارات المياه المالحة ، ولكن هناك حاجة إلى ملاحظات أفضل.

يمكن للطائرة الشراعية أيضًا تحديد مواقع الهبوط المحتملة للمهام المستقبلية. بفضل سرعة استكشاف السطح ، يمكنه إعداد خريطة بخطى متسارعة.

ما يفتقر إليه الفريق الهندسي هوطعم هوليوود. وكانت البعثات الأكثر نجاحًا دائمًا تلك التي تنتج اللوحات الأكثر شهرة. نيل أرمسترونج ، يقف بجانب العلم الأمريكي على سطح القمر ، أو النجم المسافر إيلونا ماسك ، جالسًا خلف عجلة تسلا ، التي تطير بعيدًا عن الأرض تلعب هذه الصور دورًا مهمًا في الإدراك العام.

يحتاج المنزلق إلى كاميرا عريضة الزاوية على الذيل ، والتي سترسل الصور إلى الأرض. ما رأيك يستحق كل هذا العناء؟ أخبرنا في محادثتنا في Telegram.