المظلات ورافعات السماء والمزيد: 5 طرق للهبوط على المريخ

الفضول والسماء كرين: فنان

رسم توضيحي لفنان لمركبة ناسا على المريخ كيوريوسيتي وهي تهبط بمساعدة رافعة سماء تعمل بالطاقة الصاروخية. (رصيد الصورة: NASA / JPL-Caltech)

الهبوط على المريخ - مثل وكالة ناسا قامت مركبة الفضاء فايكنغ 1 بعملها منذ 40 عامًا ، في 20 يوليو 1976 - هي قضية معقدة.



على سبيل المثال ، الكوكب الأحمر بعيد جدًا بحيث لا يمكن التحكم في أي تسلسل هبوط في الوقت الفعلي من الأرض. لذلك يجب أن تحدث عمليات الهبوط تلقائيًا ، مما يتطلب وجود جهاز كمبيوتر ذكي على متن المركبة الفضائية.

أصبحت المركبات الفضائية أيضًا أثقل وأثقل على مر السنين ، مما أجبر المهندسين على ابتكار طرق جديدة لإنزال الحمولة العلمية الثمينة عبر الغلاف الجوي الرقيق للمريخ. [أفضل (وأسوأ) هبوط على المريخ في التاريخ]

فيما يلي نظرة على خمس طرق استخدمها المهندسون لهبوط المركبات الفضائية على المريخ على مر السنين:

1. المظلات والدفاعات و 'أكياس الإزاحة'

كانت المركبة الفضائية الأولى التي وصلت إلى الكوكب الأحمر هي المريخ 2 ، لكنها لم تنجو من الهبوط. ضرب المسبار السوفيتي سطح المريخ بقوة في 27 نوفمبر 1971 ولم يستجب للمحاولات المتكررة للترحيب به.

هبطت مهمة متابعة بنفس التصميم ، المريخ 3 ، بنجاح في 2 ديسمبر 1971. أرسل المريخ 3 إشارة من السطح ، لكن الاتصالات توقفت فجأة ولم يسمع عنها أحد مرة أخرى.

انفصل كل من مسبار المريخ 2 ومريخ 3 عن مركباتهما الفضائية التي تدور حول كوكب المريخ على بعد حوالي 28580 ميلاً (46000 كيلومتر) من المريخ ، وفقًا لـ V.G. كتاب بيرمينوف 'الطريق الصعب إلى المريخ: تاريخ موجز لاستكشاف المريخ في الاتحاد السوفيتي' متاح على موقع ناسا .

بعد دخول جو المريخ ، نشرت مركبات الهبوط مظلة إضافية لإبطاء السرعة ، ثم استخدمت مظلة رئيسية. دعا التصميم إلى تشغيل محرك هبوط ناعم على ارتفاع 52 قدمًا إلى 98 قدمًا (16 إلى 30 مترًا) فوق سطح المريخ.

سيتم بعد ذلك فصل مركبات الهبوط عن المظلة عندما تنخفض سرعة هبوطها إلى أقل من 14 ميلاً في الساعة (23 كم / ساعة). كان من المفترض أن تصطدم مركبات الهبوط بالسطح بسرعة تقل عن 27 ميلاً في الساعة (43 كم / ساعة) ؛ 'كيس الإزاحة' تحتها سيمتص بعض الصدمة. سيتم التخلص من الغطاء الهوائي فوق مركبات الهبوط بعد اصطدامه بالسطح باستخدام الهواء المضغوط داخل كيس الإزاحة.

2. المظلات والصواريخ الرجعية

كانت Viking 1 أول مركبة تابعة لوكالة ناسا تصل إلى سطح المريخ ، وحذت أختها Viking 2 حذوها بعد 6 أسابيع ، في 3 سبتمبر 1976. تم إطلاق كل من مركبة الهبوط Viking بمركبة مدارية. كانت هذه المركبات الفضائية ناجحة للغاية ، حيث نقلت مجموعة متنوعة من البيانات إلى الأرض حتى ماتت مركبة الهبوط Viking 1 في نوفمبر 1982.

دعا تصميم Viking 1 و 2 المسبار إلى الانفصال عن زملائهم في المدار. حوالي 4 أميال (6 كم) فوق سطح الفايكنج نشر مظلة وتخلصوا من الأصداف الهوائية الواقية.

تخلصت كل مركبة فضائية من المزلق ، ثم أطلقت صواريخ ريترو على متنها على ارتفاع حوالي 5000 قدم (1500 م). أبطأت الصواريخ هبوط المركبة وتأكدت من مواجهتها في الاتجاه الصحيح. حدث كل هبوط بسرعة حوالي 4.5 ميل في الساعة (7 كم / ساعة). [فايكنغ 1: أول هبوط تاريخي على المريخ بالصور]

كما تم استخدام عمليات هبوط الصواريخ التي تعمل بالطاقة في مهمة Mars Polar Lander التابعة لوكالة ناسا (غير الناجحة) في عام 1999 ، ومسبار فينكس القطبي التابع للوكالة في عام 2008.

في يونيو 1995 ، اختبر مهندسو ناسا الأكياس الهوائية متعددة الفصوص المصممة لحماية المركبة الفضائية المريخ باثفايندر أثناء هبوطها على الكوكب الأحمر.

في يونيو 1995 ، اختبر مهندسو ناسا الأكياس الهوائية متعددة الفصوص المصممة لحماية المركبة الفضائية المريخ باثفايندر أثناء هبوطها على الكوكب الأحمر.(رصيد الصورة: ناسا)

3. المظلات والصواريخ الرجعية والوسائد الهوائية

تم استخدام طريقة هبوط الوسادة الهوائية للعديد من بعثات المريخ ، معظمها بواسطة وكالة ناسا. يوجد أدناه عينة تسلسل من تصميم مهمة استكشاف المريخ (الروح والفرصة) ، مثل وصفتها وكالة ناسا . كان يشار إلى هذه التقنية أحيانًا باسم 'ست دقائق من الرعب'.

بعد الإبحار إلى المريخ في درع واقي ، انفصلت المركبة لتتجه إلى السطح. دخلت الغلاف الجوي للمريخ ونشرت مظلتها بعد أربع دقائق ، عندما كانت على ارتفاع 30.000 قدم (9100 متر) فوق السطح وتنتقل بسرعة 1000 ميل في الساعة (1600 كم / ساعة).

بعد ذلك ، تخلت المركبة عن درعها الحراري ، وانفصلت مركبة الهبوط عن الغلاف الخلفي ، بينما كانت لا تزال متصلة بالصدفة الخلفية (والمظلة) بحبل ربط. على ارتفاع حوالي 8000 قدم (2400 متر) فوق السطح ، حسب نظام الهبوط وقت إطلاق الصواريخ الرجعية لوقف الهبوط تقريبًا. بعد ذلك ، سوف تنتفخ الوسائد الهوائية لتخفيف حدة المركبة الفضائية.

عند ارتفاع 40 قدمًا (12 مترًا) فوق السطح ، ستكون سرعة الهبوط تقريبًا صفرًا. تم بعد ذلك قطع مركبة الهبوط المغطاة بالوسادة الهوائية من الغلاف الخلفي والمظلة لترتد على السطح ، حتى توقفت.

كانت الوسائد الهوائية رائدة لأول مرة في مهمة باثفايندر التابعة لناسا ، والتي هبطت على سطح المريخ بمركبتها الجوالة سوجورنر في عام 1996. وقد نجحت هذه الطريقة في استخدامها لمركبتي سبيريت وأوبورتيونيتي ، اللتين هبطتا على المريخ في عام 2004. وتوفي سبيريت في فخ رملي في 2010 ، بينما لا تزال الفرصة تعمل حتى اليوم. سافرت الفرصة أبعد من أي مركبة أخرى على سطح عالم آخر ، حيث قطعت أكثر من أميال ماراثون على عداد المسافات الخاص بها.

كما تم استخدام الوسائد الهوائية لمركبة الإنزال بيجل 2 التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ، والتي هبطت في ديسمبر 2003 لكنها لم تُعيد أي بيانات علمية من سطح الأرض ، ومهمة المريخ الروسية 96 التي فشلت خلال إطلاقها عام 1996.

4. رافعة المظلة والصاروخية

كان على ناسا ابتكار طريقة هبوط جديدة لمركبتها كوريوسيتي التي تبلغ حجم السيارة ، والتي تزن طنًا واحدًا هنا على الأرض - أكثر بكثير من أي مركبة سطحية سابقة للكوكب الأحمر. لذلك توصل مهندسو الوكالة إلى استراتيجية 'رافعة السماء' ، والمعروفة أيضًا باسم 'سبع دقائق من الرعب'.

مثل مركبات الهبوط المريخية من قبلها ، استخدمت كيوريوسيتي مظلة لإبطاء هبوطها بعد اصطدامها بجو المريخ. كانت المظلة أكبر بنحو 10 في المائة من مظلات سبيريت وأوبورتيونيتي ، لأن كيوريوسيتي أثقل بكثير.

بعد أن أبطأت المظلة Curiosity ، انفصلت مرحلة الهبوط التي تعمل بالطاقة الصاروخية (رافعة السماء) عن الغلاف الخلفي. أدت أربعة محركات في مرحلة الهبوط إلى إبطاء عملية الهبوط بشكل أكبر ، بينما قام حبل بإنزال العربة الجوالة إلى الأرض. عندما شعر الكمبيوتر أن العربة الجوالة قد وصلت إلى الأرض ، قطع الحبل. ثم حلقت رافعة السماء وتحطمت على السطح على بعد مسافة آمنة.

عملت هذه المناورة المعقدة بشكل لا يصدق بشكل مثالي خلال هبوط كيوريوسيتي المرتقب في أغسطس 2012. لذلك ستستخدم ناسا تصميمًا مشابهًا لمركبتها الجوالة القادمة Mars 2020 ، والتي يجب أن تصل إلى سطح الكوكب الأحمر في عام 2021. ملخص موجز للتسلسل متاح على موقع ناسا .

الأصلي

5. المخترقون

على الرغم من أن المخترقات لم يتم إثباتها بنجاح على المريخ حتى الآن ، إلا أنها طريقة للمركبات الفضائية الأصغر والأقل حساسية لتضرب السطح وتحفر في الداخل. تم نقل المخترقين في مهمة Mars 96 الروسية ومهمة Mars Polar Lander (MPL) التابعة لناسا ، ولم يصل أي منهما بأمان إلى سطح الكوكب الأحمر.

في MPL ، تم استدعاء المخترقين معًا Deep Space 2 وألقوا بـ Scott و Amundsen ، على اسم مستكشفين مشهورين للمناطق القطبية للأرض. بحسب وكالة ناسا ، كان من المفترض أن تنفصل المخترقات عن MPL أثناء تسلسل الهبوط وتؤثر على السطح بسرعة 357 ميلاً في الساعة إلى 447 ميلاً في الساعة (575 إلى 719 كم / ساعة). ستتحطم قذيفة واقية عند الهبوط ، وستحفر المسبار حتى 3.3 قدم (1 متر) تحت السطح. لم تتواصل المجسات مع وكالة ناسا ، لأسباب لا تزال مجهولة.

اتبع إليزابيث هويل تضمين التغريدة أو demokratija.eu تضمين التغريدة . نحن أيضا على موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك و + Google . المقالة الأصلية بتاريخ موقع demokratija.eu .