ستلعب الدروس المستفادة من طائرة الهليكوبتر Ingenuity Mars دورًا في تصميمات الطائرات اللاحقة

بعد مرور عام تقريبًا مروحية “إنجينويتي” التابعة لناسا بعد هبوط الطائرة المروحية على سطح المريخ بعد مهمة طويلة وناجحة بشكل ملحوظ، حدد المهندسون السبب الأكثر ترجيحًا: الطيران فوق الرمال ينجرف بشكل لا مثيل له لدرجة أن أجهزة الاستشعار الموجودة على متن الطائرة لم تتمكن من تحديد اتجاه المروحية وسرعتها.

وكانت النتيجة هبوطًا جانبيًا “صعبًا” على منحدر شديد الانحدار أدى إلى دوران دوارات Ingenuity بسرعة كبيرة، والتي كانت تدور بسرعة 400 ميل في الساعة تقريبًا لتوفير قوة رفع في الغلاف الجوي المريخي الرقيق للغاية، مما أدى إلى فشل هيكلي. انكسرت إحداهما ولحقت أضرار بالغة بالأخرى.

وقال هافارد جريب، أول طيار لشركة إنجينويتي، في مقابلة يوم الأربعاء إن الدروس المستفادة منها رحلة الإبداع رقم 72 والأخيرة سيتم إدخالها في 18 كانون الثاني (يناير) في تصميمات مروحيات المريخ الأكثر قوة والتي تتم دراستها الآن في مختبر الدفع النفاث حيث تم بناء Ingenuity.

وقال جريب في مقابلة: “نحن نعمل بنشاط كبير الآن على الشكل الذي قد يبدو عليه ذلك”. “نحن نعمل على تطوير مفهوم الطائرة الكبيرة هذه بستة دوارات و36 شفرات يمكنها أن تطير حمولتها العلمية الخاصة حول المريخ. لذلك، هذا هو المكان الذي ينصب فيه تركيزنا على عالم طائرات الهليكوبتر في الوقت الحالي.”

خلال مؤتمر صحفي عقد يوم الأربعاء في الاجتماع السنوي للاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي في واشنطن العاصمة، ناقش تيدي تزانيتوس، مدير مشروع Ingenuity، مفهوم Mars Chopper ذو الستة دوارات، وهي طائرة عمودية ستكون أثقل 20 مرة من Ingenuity ويمكن أن تطير لمسافة تصل إلى ميلين. يوميًا يحمل عدة أرطال من الأجهزة العلمية.

وقال تزانيتوس في بيان صحفي لوكالة ناسا إن إنجينويتي “أصبحت أول مهمة تطير بمعالجات الهواتف المحمولة التجارية الجاهزة في الفضاء السحيق”. وأظهرت المهمة “أنه ليس كل شيء يحتاج إلى أن يكون أكبر وأثقل ومقوى بالإشعاع للعمل في بيئة المريخ القاسية”.

تم نقل Ingenuity إلى المريخ بواسطة مركبة Perseverance الجوالة التابعة لناسا، وتم إسقاطه على سطح الكوكب الأحمر في أبريل 2021. قامت برحلتها الأولية بعد اسبوعين. تم تصميم Ingenuity في المقام الأول لمعرفة ما إذا كانت المروحيات يمكنها الطيران في الغلاف الجوي الرقيق والبارد، وكان من المتوقع أن تقوم Ingenuity بخمس رحلات على مدار 30 يومًا كدليل على المفهوم.

وكانت مفاجأة الجميع تقريبًا، حيث انتهى بها الأمر إلى القيام بـ 72 رحلة على مدار ما يقرب من ثلاث سنوات، والاستكشاف المتكرر قبل المثابرة أثناء تسجيل أكثر من ساعتين من زمن الرحلة والسفر التراكمي لمسافة 10.7 ميل على ارتفاعات تصل إلى ما يقرب من 80 قدمًا قبل رحلتها النهائية. 18 يناير.

خلال تلك الرحلة، صعد Ingenuity إلى ارتفاع حوالي 40 قدمًا، وحلق والتقط صورًا للتضاريس المحيطة وبدأ في الهبوط بعد 19 ثانية من الإقلاع. وبعد ذلك بثلاثة عشر ثانية، عادت المروحية إلى الأرض، لكن الاتصال انقطع.

تمت استعادة الاتصالات من خلال المثابرة في اليوم التالي، وبعد ستة أيام من الرحلة، أرسلت المركبة صورًا تظهر أن المروحية قد تعرضت لأضرار جسيمة في دواراتها.

اشتبه مراقبو الطيران في البداية في قيام Ingenuity بهبوط صعب بزاوية شديدة الانحدار، مما تسبب في اصطدام دواراتها عالية السرعة بالأرض.

لكن السيناريو الأكثر ترجيحًا، كما قال جريب، هو أن المروحية لم تكن قادرة على تحديد سرعتها الأفقية لأنها حلقت فوق رمال عديمة الملامح تقريبًا وهبطت بينما كانت تتحرك جانبيًا بسرعة أعلى بكثير من قيود التصميم الخاصة بها.

وقال: “لقد هبطنا أيضًا على منحدر شديد الانحدار، وهو على الأرجح المنحدر الأكثر انحدارًا الذي واجهناه في جميع رحلاتنا”. “إن الجمع بين الاثنين يفسح المجال جيدًا لما يفترضه السيناريو الأكثر ترجيحًا لدينا.

“عندما تلامس الأرض، فإنها تتحرك بسرعة من أجل محاذاة نفسها مع السطح. وهذا يجبر المروحية على الدوران في اللفة والميل، ولأن هذا الدوار متصلب، يجب على الدوار أن يتبع نوعًا ما أكثر أو أقل على الفور، وهذا يضع الكثير من لحظات الانحناء على الشفرات.”

كانت لحظات الانحناء، أو القوى، متطرفة لأن أطراف الدوارات كانت تتحرك بسرعة كبيرة. انفصلت أطراف الشفرات، مما أدى إلى عدم توازن نظام الدوار. وهذا بدوره أدى إلى اهتزازات كافية لتتسبب في كسر أحد الدوارات عند جذرها. قال جريب إن أياً من الشفرات لم تلمس السطح أثناء الهبوط.

وفي مفاجأة أخرى لمراقبي الطيران، استقرت المركبة Ingenuity على أرجل الهبوط مع توجيه مجموعتها الشمسية الصغيرة نحو السماء. على الرغم من أنها لم تعد قادرة على الطيران، إلا أنها استمرت في نقل تقارير الطقس المريخي إلى بيرسيفيرانس حتى نوفمبر الماضي عندما تحركت المركبة أخيرًا بعيدًا جدًا بحيث لم تتمكن من الحفاظ على الاتصال اللاسلكي.

وقال جريب: “لقد تصورت دائمًا أن الهبوط السيئ سينتهي، كما تعلمون، بوجود 1000 قطعة فقط على السطح”. “لذا فإن حقيقة أنه مستقيم ويتحدث إلينا (لم يكن) على الإطلاق ما كنت أتوقعه.”