الإعلان عن جوائز Google Lunar XPrize Milestone

المركبة الفضائية SpaceIL Google Lunar XPrize

عرض الفنان للمركبة الفضائية SpaceIL Google Lunar XPrize وهي تقوم بمهمتها. (رصيد الصورة: SpaceIL)



ساهم أندرو بارتون ، مدير العمليات الفنية ، Google Lunar XPrize في هذا المقالأصوات الخبراء في موقع ProfoundSpace.org: افتتاحية ورؤى.



منذ عام 2007 ، تعمل فرق من رواد الأعمال من جميع أنحاء العالم من أجل تحقيق حلم: بدء حقبة جديدة من الاستكشاف التجاري على القمر. اليوم ، مع منح جوائز Google Lunar XPrize Milestone ، أثبتت خمسة فرق موهوبة أن هذه الأحلام قد تصبح حقيقة عاجلاً وليس آجلاً.

قضى كل من Astrobotic و Hakuto و Moon Express وعلماء بدوام جزئي وفريق Indus العام الماضي في وضع أجهزتهم وبرامجهم من خلال سلسلة من الاختبارات الصارمة والمراجعات الفنية التي تمت مراقبتها من قبل لجنة تحكيم من كبار خبراء الفضاء والعلوم والهندسة. سيتم منحهم الليلة ما قيمته 5.25 مليون دولار في جوائز Milestone تقديراً للتطورات التكنولوجية الرئيسية في سعيهم لهبوط مركبة فضائية خاصة على سطح القمر. [ فريق هاكوتو الياباني يطلق النار على القمر (Op-Ed )]



للفوز بجائزة Google Lunar XPrize التي تبلغ قيمتها 30 مليون دولار ، يتعين على الفرق أن تهبط روبوتًا على سطح القمر. يجب أن يسافر هذا الروبوت لمسافة 500 متر على الأقل عبر سطح القمر وإرسال فيديو وصور عالية الدقة إلى الأرض. ركزت جوائز Milestone على ثلاثة مجالات حيوية لإنجاز هذه المهمة غير المسبوقة: الهبوط والتنقل والتصوير. لجنة التحكيم ، التي تمتد خبرتها من برنامج المكوك الفضائي إلى هبوط فيلة الأخير على المذنب تشوريموف-جيراسيمنكو ، على دراية كاملة بما يتطلبه الأمر لتحقيق هبوط ناجح - وإخفاقاته المحتملة. استغرقت عملية التحكيم أكثر من عام وشارك فيها تسعة حكام خبراء راقبوا أكثر من 25 اختبارًا وشاركوا في أكثر من 20 اجتماعًا للمراجعة الفنية حول العالم.

الأحد ، 10 تشرين الثاني (نوفمبر) ، الساعة 12:57 صباحًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة. يرتفع قمر الربع الأول حوالي الساعة 2:00 مساءً. وتغيب حوالي الساعة 12:40 صباحًا ، وهي تهيمن على سماء المساء.

الأحد ، 10 تشرين الثاني (نوفمبر) ، الساعة 12:57 صباحًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة. يرتفع قمر الربع الأول حوالي الساعة 2:00 مساءً. وتغيب حوالي الساعة 12:40 صباحًا ، وهي تهيمن على سماء المساء.(رصيد الصورة: برنامج Starry Night Software )



جائزة الإنزال

إن الوصول إلى القمر ليس سوى الخطوة الأولى في الحصول على Google Lunar XPrize. بعد الإطلاق ، يجب أن تعبر المركبة الفضائية مسافة 400000 كيلومتر تقريبًا إلى القمر. يجب عليها بعد ذلك إطلاق محركاتها الصاروخية بدقة عالية لإسقاطها على السطح والقيام بمحاولة هبوط. بحلول الوقت الذي يلامس فيه سطح القمر ، سيكون المسبار قد تباطأ إلى أقل من سرعة المشي البشري. يعتبر الهبوط في حد ذاته خطيرًا ، نظرًا لأن السطح مليء بالحفر وتنتشر فيه الصخور المنبعثة من اصطدامات النيزك. بالنسبة لجائزة Landing Milestone ، نجح كل من Astrobotic و Moon Express و Team Indus في إظهار تقدم متقدم نحو بناء مركبة فضائية يمكنها إكمال هذه الرحلة.

قدمت أستروبوتك تطوير نظام هبوط مستقل يمكنه تحديد موقع المركبة الفضائية وارتفاعها من خلال مقارنة الصور من الكاميرات الموجودة على متن مركبة الهبوط 'جريفين' مع صور ناسا عالية الدقة لسطح القمر. أثناء الهبوط ، سيستخدم Griffin مستشعر ليزر لإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد للسطح بشكل مستقل لتحديد أكثر المواقع أمانًا للهبوط. في يونيو 2014 ، عرضت شركة Astrobotic وظيفة تجنب المخاطر لنظام الهبوط الخاص بها للحكام أثناء الاختبارات الميدانية في صحراء Mojave. تم دمج برنامج تجنب المخاطر للفريق ، جنبًا إلى جنب مع حزمة مستشعر النموذج الأولي ، في منصة اختبار Xombie ، وهي صاروخ شبه مداري تملكه وتديره شركة Masten Space Systems. نجحت تقنية Astrobotic في توجيه المركبة التي تعمل بالطاقة الصاروخية بعيدًا عن التهديدات من أجل الهبوط الآمن. راجع حكام XPrize أيضًا تصميم وتحليل مسبار الفريق عبر جميع مراحل المهمة الرئيسية وفي ديسمبر 2014 شهدوا اختبارًا للإشعال لمحرك صاروخي جديد سيشغل مركبة الهبوط Griffin.



قام فريق Indus ببناء نموذج أولي واسع النطاق لهيكل الهبوط الخاص بهم ، والذي تم بناؤه من ألواح الألمنيوم على شكل خلية نحل لمنحها بنية خفيفة الوزن وتتميز بأربعة أرجل هبوط ممتصة للصدمات.خلال أسبوعين من الاختبارات المكثفة في ديسمبر 2014 ، تم وضع المسبار على طاولة شاكر في منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) لاختبار ما إذا كان سينجو من الإطلاق أم لا ، وأسقطه الفريق من ارتفاع متر واحد في الأول. لسلسلة من اختبارات السقوط في مختبر الطيران الوطني الهندي (NAL). في العديد من الاجتماعات الفنية مع أعضاء الفريق ، استعرض حكام XPrize تصميم جميع أنظمة الهبوط الفرعية الهامة لتقييم مستوى التقدم نحو الاستعداد للطيران.

طورت Moon Express تصميمًا مبتكرًا ومرنًا للمركبة الفضائية ، MX-1 ، والذي يمكن أن يكمل يومًا ما مجموعة من الوظائف ذات القيمة التجارية في المدار ، بالإضافة إلى دوره الرئيسي كمركبة هبوط. يحتوي MX-1 على محرك صاروخي يستخدم الكيروسين وبيروكسيد الهيدروجين في وضع الدفع الثنائي لتشغيل المركبة الفضائية من خلال سلسلة المناورات المدارية اللازمة للوصول إلى القمر ، جنبًا إلى جنب مع الدافعات الخارجية التي تستخدم بيروكسيد الهيدروجين في وضع الوقود الأحادي الذي يطلق قبل الهبوط مباشرة لضمان هبوط لطيف. الميزة الأكثر تميزًا للمركبة الفضائية هي زوجها من الخزانات الحلقية (على شكل كعكة دائرية) ، والتي تزيد من كمية الوقود والمؤكسد التي يمكن أن تحملها المركبة الفضائية المدمجة. في ديسمبر 2014 ، أجرت Moon Express سلسلة من الاختبارات لقضاة XPrize في مركز كينيدي للفضاء التابع لناسا. معلقة من رافعة ومثبتة على الأرض بواسطة الحبال ، نموذج أولي خاص لمركبة الهبوط MTV-1X ، تم اختبار وظائف التوجيه والتحكم ، بالإضافة إلى عناصر تصميم نظام الدفع.

نماذج هندسية لنظام العربة الجوالة المزدوجة بما في ذلك مركبة مونراكر ذات الأربع عجلات ومركبة تيتريس ذات العجلتين والتي تخضع للاختبار الميداني في ناكاتاجيما ديون ، هاماماتسو ، شيزوكين ، اليابان ، في أواخر عام 2013.

نماذج هندسية لنظام العربة الجوالة المزدوجة بما في ذلك مركبة مونراكر ذات الأربع عجلات ومركبة تيتريس ذات العجلتين والتي تخضع للاختبار الميداني في ناكاتاجيما ديون ، هاماماتسو ، شيزوكين ، اليابان ، في أواخر عام 2013.(رصيد الصورة: Hakuto)

جائزة الإنجاز الهام

يجب أن تكون فرق Google Lunar XPrize التي تختار نشر عربة جوالة على استعداد لمواجهة تحديات سطح القمر. يعتبر الغبار الناعم الذي يغطي القمر مادة كاشطة للغاية ويمكن أن يسبب ضررًا إذا سمح له بالعمل في الأجزاء المتحركة أثناء السفر. سقطت المركبة الجوالة 'يوتو' الصينية ، التي هبطت على سطح القمر في ديسمبر 2013 ، ضحية تشوهات ميكانيكية بعد السفر لمسافة تزيد قليلاً عن 100 متر ، ربما بسبب الأضرار الناجمة عن الحجارة الصغيرة أو الغبار. للفوز بجائزة مايلستون للتنقل ، كان على الفرق ذات المركبات الجوالة أن توضح كيف تخطط للمناورة عبر سطح القمر وكيف تخطط لقياس المسافة المقطوعة لضمان وصولها إلى 500 متر المطلوبة. كان على الفرق أيضًا أن تشرح لقضاة XPrize كيف يجهزون مركباتهم الجوالة للبقاء على قيد الحياة في البيئة القاسية على القمر ، أثناء العبور هناك وأثناء ركوب الصاروخ القاسي في الفضاء. [حان الوقت لتوسيع عمليات الفضاء الروتينية إلى القمر (افتتاحية)]

اختار Hakuto التركيز فقط على جانب التنقل في المنافسة وسيشتري رحلة إلى القمر مع أحد الفرق الأخرى. لقد طوروا مركبة جوالة صغيرة وخفيفة الوزن تسمى Moonraker لتحدي Google Lunar XPrize ، كما يخططون لإرسال عربة جوالة أصغر تسمى Tetris للقيام بمهمة علمية إضافية لاستكشاف مناطق أخرى تحت سطح القمر. ستقوم مركبة Moonraker ذات الأربع عجلات بسحب Tetris ذات العجلتين على حبل قابل للتمديد والذي سيمكن العربة الجوالة الأصغر من الهبوط في كهف على سطح القمر.

قامت Hakuto ببناء مركباتها الجوالة من ألياف كربون قوية وخفيفة الوزن باستخدام عمليات مركبة مصبوبة من صناعة الفورمولا 1. وضع الفريق أجهزتهم في اختبار الفراغ الحراري والاهتزاز في سبتمبر 2014 ، وفي ديسمبر ، اختبر هاكوتو سياراتهم على الشاطئ في هاماماتسو ، اليابان. أظهر الفريق نشر المركبات الجوالة من حاوية مصممة للاندماج في مركبة الهبوط المضيفة وقاد مونراكر عن بُعد مسافة 500 متر اللازمة.

تخطط أستروبوتك أيضًا للتحقيق في الكهوف في منطقة لاكوس مورتيس (أو بحيرة الموت) على القمر. تتميز عربتهم الجوالة ، آندي ، بتصميم مستقر رباعي العجلات مع مركز ثقل منخفض. بالنسبة لاختبار جائزة مايلستون للتنقل ، تم وضع آندي في خطواته على أرض وعرة في مركز أبحاث ناسا جلين في كليفلاند ، أوهايو. كما تم إعطاء حكام XPrize عرضًا توضيحيًا لنشر العربة الجوالة من مركبة الهبوط Griffin بالإضافة إلى فرصة مراقبة اختبارات الاهتزاز لعناصر المعدات الرئيسية في العربة الجوالة.

يخطط العلماء غير المتفرغين لإرسال مركبتهم الجوالة أسيموف إلى القمر على متن مركب الإنزال إسحاق. اجتاز الفريق أوروبا في سعيه للحصول على جائزة مايلستون للتنقل ، مع مواقع اختبار تتراوح من المنحدرات البركانية لجزيرة تينيريفي إلى منشأة سطح الكوكب في مرافق مركز الفضاء الألماني في ميونيخ. الموقع الميداني في تينيريفي هو أحد أقرب نظائر سطح القمر على الأرض من حيث جيولوجيا الصخور والتضاريس الوعرة وظروف الإضاءة القاسية. بالإضافة إلى إثبات قدرة المركبة الجوالة على المناورة فوق هذا السطح ، أظهر علماء بدوام جزئي أن العربة الجوالة كانت مستقرة أثناء النشر من مركبة هبوط نموذجية. من خلال اختبار الاهتزاز والفراغ الحراري للمكونات الرئيسية ، حقق الفريق في قدرة عربتهم الجوالة على تحمل درجات الحرارة القاسية والبيئات الفراغية التي ستواجهها خلال مهمتها.

اختبار ميداني لمركبة أستروبوتيك ريد روفر في محجر.

اختبار ميداني لمركبة أستروبوتيك ريد روفر في محجر.(رصيد الصورة: Astrobotic Technology ، 2011)

جائزة التصوير الفوتوغرافي

للفوز بجائزة Imaging Milestone ، طُلب من الفرق إكمال عرض أرضي لـ 'mooncast' ، وجمع صور عالية الدقة ومقاطع فيديو بنفس الطريقة التي كانوا سيفعلون بها أثناء مهمة Google Lunar XPrize الفعلية. على سطح القمر ، سيتضمن ذلك بانوراما بزاوية 360 درجة لموقع الهبوط بالإضافة إلى ثماني دقائق من الفيديو الديناميكي الذي يُظهر الهبوط والتنقل والمراحل الأخرى المحتملة للمهمة. كان من المتوقع أيضًا أن تجري الفرق اختبارات أخرى لإظهار كيف ستتحمل معدات التصوير الخاصة بهم بيئة القمر.

طور العلماء غير المتفرغين نظام التصوير بالكامل داخليًا ، باستخدام الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد لإنشاء نموذج أولي لرأس الكاميرا. يتم تثبيت الكاميرا المجسمة على سارية قابلة للدوران في أحد طرفي هيكل Asimov. أثبت الفريق أداء الكاميرا في منشأة اختبار داخلية في مركز الأبحاث الألماني للذكاء الاصطناعي في بريمن وأكمل عرضهم الأرضي لبث القمر خلال الاختبارات الميدانية في تينيريفي. تم إجراء اختبارات الفراغ الحراري والاهتزاز لرأس الكاميرا في منشآت في فيينا وبرلين على التوالي. [ يتطلع 'العلماء غير المتفرغين' إلى المسار السريع لاستكشاف الفضاء (Op-Ed )]

أكملت شركة أستروبوتك عرض القمر الصناعي في مكان خارجي بالقرب من بيتسبرغ ، بنسلفانيا. الذي يشبه إلى حد كبير مظهر سطح القمر. تُستخدم الكاميرا الصناعية القوية التي يعتمد عليها نظام التصوير في مجموعة متنوعة من التطبيقات الأرضية.

قام Moon Express بدمج كاميرا تجارية جاهزة في مجموعة ذراع مخصصة ، مما يسمح لنظام التصوير بالتحريك والإمالة وكذلك التقاط 'صور سيلفي' من السطح العلوي للمركبة. أجرى Moon Express اختبارات فراغ حراري وراجع بيانات الإشعاع الموجودة للتأكد من أن الكاميرا يمكنها تحمل البيئة القمرية.

اذا أنت

إذا كنت خبيرًا موضعيًا - باحثًا أو قائدًا تجاريًا أو مؤلفًا أو مبتكرًا - وترغب في المساهمة بمقالة افتتاحية ، مراسلتنا عبر البريد الإلكتروني هنا .(رصيد الصورة: demokratija.eu)

كانت جوائز Milestone اختيارية ولم يختار كل فريق المشاركة. لا تزال جميع فرق Google Lunar XPrize الـ 18 مؤهلة للفوز بجوائز المركز الكبير أو المركز الثاني. ومع ذلك ، فإن جوائز Milestone تمثل إنجازات حقيقية يتم الحكم عليها بشكل مستقل من قبل الفرق الفائزة في هذا السباق الجديد إلى القمر.

أظهرت عملية الاختبار أن Google Lunar XPrize تدور حول القصص البشرية للفرق بقدر ما تدور حول التكنولوجيا. كانت أحداث مثل الكشف عن مركبة الهبوط في Team Indus ، والاحتفال الروحي الذي أعقب ذلك ، لحظة عاطفية لجميع المشاركين. لقد استثمرت الفرق المتنافسة على Google Lunar XPrize بشكل جماعي ساعات لا تحصى من القوى العاملة وملايين الدولارات وعددًا لا يُحصى من الآمال والأحلام. يوضح الإعلان عن الفائزين بجائزة مايلستون أن هذه الجهود تؤتي ثمارها.

الجوائز التسعة الممنوحة هي كما يلي:

  • أستروبوتيك (الولايات المتحدة): IMAGING (250000 دولار) ، التنقل (500000 دولار) ، الهبوط (مليون دولار)
  • هاكوتو (اليابان): التنقل (500000 دولار)
  • مون اكسبرس (الولايات المتحدة): IMAGING (250000 دولار) ، LANDING (مليون دولار)
  • علماء بدوام جزئي (ألمانيا): IMAGING (250000 دولار) ، التنقل (500000 دولار)
  • فريق Indus (الهند): الهبوط (مليون دولار)

تابع جميع قضايا ومناقشات أصوات الخبراء - وكن جزءًا من المناقشة - على موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك و تويتر و + Google . الآراء المعبر عنها هي آراء المؤلف ولا تعكس بالضرورة آراء الناشر. تم نشر هذا الإصدار من المقالة في الأصل موقع demokratija.eu.