NASA fillon testimin e robotëve për misionin e guximshëm në hapësirë për të sjellë mostrat e para nga Marsi

Tashmë ka filluar testimi i asaj që do të ishte përpjekja më e sofistikuar e provuar ndonjëherë në Planetin e Kuq: sjellja e mostrave të shkëmbinjve dhe sedimenteve nga Marsi në Tokë për studim më të afërt.

Fushata e kthimit të mostrës së Marsit me shumë misione filloi kur roveri i NASA-s Perseverance zbarkoi në Mars shkurtin e kaluar për të mbledhur mostrat e shkëmbinjve marsianë në kërkim të jetës së lashtë mikroskopike. Nga 43 tubat e mostrës së Perseverance, katër janë mbushur me bërthama shkëmbi dhe një me atmosferë marsiane. Mars Sample Return kërkon të sjellë tuba të zgjedhur përsëri në Tokë, ku breza të tërë shkencëtarësh do të jenë në gjendje t’i studiojnë ato me pajisje të fuqishme laboratorike shumë të mëdha për t’i dërguar në Mars.

Marrja e këtyre mostrave në laboratorët tokësorë do të zgjaste një dekadë dhe do të përfshinte partnerë evropianë dhe qendra të shumta të NASA-s. ESA (Agjencia Evropiane e Hapësirës) po zhvillon një rover për këtë përpjekje, me inxhinierë në Qendrën Kërkimore Glenn të NASA-s në Cleveland, Ohio, duke projektuar rrotat e tij. Roveri do të transferonte mostrat në një tokëzues, duke u zhvilluar në Laboratorin e Propulsionit Jet të NASA-s në Kaliforninë Jugore, që do të përdorte një krah robotik (të zhvilluar nga ESA) për të paketuar mostrat në një raketë të vogël, të quajtur një mjet i ngjitjes në Mars, i projektuar nga NASA. Qendra e Fluturimit Hapësinor Marshall në Huntsville, Alabama.

Raketa do të nisej nga toka për të dorëzuar kapsulën e mostrës në një anije kozmike ESA që rrotullohet rreth Marsit. Brenda orbitës, kapsula do të përgatitej për dërgim në Tokë me anë të pajisjeve që po zhvillon një ekip i udhëhequr nga Qendra e Fluturimeve Hapësinore Goddard e NASA-s në Greenbelt, Maryland. Kjo përgatitje do të përfshinte mbylljen e kapsulës së mostrës brenda një ene të pastër për të bllokuar çdo material marsian brenda, sterilizimin e vulës dhe vendosjen e kontejnerit të mbyllur në një kapsulë hyrëse në tokë përpara udhëtimit të kthimit në Tokë.

Për të zhvilluar tokëzuesin, si dhe sistemin që do të ndihmonte në lëshimin e raketës së ngarkuar me kampion prej saj, inxhinierët në JPL të NASA-s po nxjerrin nga një histori e gjatë e eksplorimit të Marsit: JPL ka udhëhequr nëntë ulje të suksesshme në Mars, duke përfshirë roverët dhe zbarkuesit e palëvizshëm. Por Sample Retrieval Lander do të ishte anija kozmike më e madhe, më e rëndë e llojit të saj që do të shkonte ndonjëherë në Mars, dhe Mjeti i Ngjitjes në Mars që do të lëshohej prej tij do të ishte raketa e parë e lëshuar ndonjëherë nga një planet tjetër.

Për të bartur dhe nisur mjetin e ngjitjes në Mars, tokëzuesi duhet të jetë një platformë e fortë, me peshë rreth 5,291 paund (2,400 kilogramë) – pothuajse dy herë më e rëndë se Perseverance, e cila u ul në sipërfaqen e Marsit me kabllo nga një paketë avionësh me raketa. . Sample Retriever Lander nuk do të kishte një paketë avionësh; këmbët e tij do të duhet të thithin ndikimin e goditjes, duke u mbështetur në raketa retroraketë për të ngadalësuar zbritjen e tij, ngjashëm me misionet e fundit të zbarkimit në Mars si InSight dhe Phoenix.

Kjo është arsyeja pse Pavlina Karafillis ka hedhur një prototip tokësor – në mënyrë të përsëritur – në një hapësirë ​​si magazinë në JPL. Si inxhiniere testuese për këmbët e Sample Retrieval Lander, ajo dhe kolegët e saj kanë përdorur kamera me shpejtësi të lartë për të vëzhguar se këmbët e këtij prototipi përplasen në një bazë. Shenjat e ngjashme me kodin QR në secilën nga “këmbët” e prototipit ndihmojnë kamerat të gjurmojnë lëvizjen e këmbëve. Ekipi përdor video me lëvizje të ngadaltë për të përditësuar vazhdimisht modelet e tyre kompjuterike, të cilat i ndihmojnë ata të kuptojnë se si energjia do të shpërndahet në të gjithë aeroplanin.

“Hapi i fundit i udhëtimit është vërtet i rëndësishëm,” tha Karafillis. “Ka të gjitha llojet e kushteve të uljes që duhet të merrni parasysh, si gurët, ose rëra vërtet e butë, ose hyrja në një kënd. Kjo është arsyeja pse ne duhet të bëjmë gjithë këtë testim.”

Karafillis dhe kolegët e saj kanë filluar me një prototip afërsisht një të tretën e madhësisë së asaj që do të ishte anija kozmike aktuale; një prototip më i lehtë është një mënyrë për të mësuar se si do të lëvizte dizajni përfundimtar i tokës në gravitetin e ulët të Marsit. Më vonë gjatë programit, ata do të lëshojnë gjithashtu një tokëzues në shkallë të plotë.

Mbijetimi i uljes është vetëm një pjesë e sfidës: Lëshimi i sigurt i raketës me dy faza të gjatë nëntë këmbësh (2,8 metra të gjatë) që do të ulet në majë të kuvertës së zbarkuesit shton një nivel tjetër vështirësie. Graviteti i Marsit është sa një e treta e gravitetit të Tokës, dhe pesha e raketës, e kombinuar me shkarkimin e saj, mund të shkaktojë rrëshqitje ose anim të tokës.

Pra, inxhinierët kanë konceptuar një sistem për ta hedhur raketën në ajër pak para se ajo të ndizet. I gjithë procesi ndodh me një goditje me gisht, duke e hedhur raketën me një shpejtësi prej 16 këmbësh (5 metra) në sekondë.

Gjatë testimit, një djep i pajisur me pistona me energji gazi hodhi në ajër një raketë mashtruese 881 paund (400 kilogramë) 11 këmbë (3.3 metra) në ajër; kabllot e varura nga një kullë 44 këmbë (13 metra) e lartë ngarkuan më shumë se gjysmën e peshës së artikullit të testimit për të simuluar gravitetin marsian.

“Është njësoj si të jesh në një slitë me rul shumë të shpejtë kur dikush godet në pushim”, tha Chris Chatellier, inxhinieri kryesor i sistemit në JPL. “Ka shumë aspekte të sigurisë për t’u marrë parasysh. Testimi ndodh në një sekuencë shumë të kontrolluar ngjarjesh me të gjithë jashtë ndërtesës.”

Ky sistem, i njohur si sistemi Vertically Ejected Tip-off Release (VECTOR), shton gjithashtu një rrotullim të lehtë gjatë lëshimit, i cili e ngrit raketën lart dhe larg nga sipërfaqja marsiane.

“Lancimi me VECTOR do të thotë se toleruesi mund të orientohet në mënyrën e gabuar në një pjerrësi, dhe ne mund ta arrijmë këtë ende,” tha Chatellier.

Chatellier dhe ekipi i tij kanë kryer 23 teste këtë vit, duke ndryshuar masën dhe qendrën e gravitetit të raketës gjatë rrugës. Ata gjithashtu shtuan susta në pjesën e poshtme të qendrës së tyre të zbarkimit, duke parë se sa “fryrje” krijoi sistemi i lëshimit. Vitin e ardhshëm, ata do të hedhin një raketë më të rëndë edhe më lart.

“Ne jemi në rrugën e duhur,” tha Chatellier. “Analizat tona dhe modelet e parashikuara ishin shumë afër asaj që pamë në teste.”

Kthimi i mostrës së Marsit (MSR) i NASA-s do të revolucionarizojë të kuptuarit tonë për Marsin duke kthyer mostra të zgjedhura shkencërisht për studim duke përdorur instrumentet më të sofistikuara në mbarë botën. Misioni do të përmbushë një objektiv të eksplorimit të sistemit diellor, një prioritet i lartë që nga viti 1980 dhe dy Anketat e fundit Dekadale Planetare të Akademisë Kombëtare të Shkencave.

Ky partneritet strategjik i NASA-s dhe ESA-s (Agjencia Evropiane e Hapësirës) do të jetë misioni i parë për kthimin e mostrave nga një planet tjetër, duke përfshirë nisjen e parë dhe kthimin nga sipërfaqja e një planeti tjetër. Këto mostra të mbledhura nga Perseverance gjatë eksplorimit të një delte lumi të lashtë mendohet të jenë mundësia më e mirë për të zbuluar evolucionin e hershëm të Marsit, duke përfshirë potencialin për jetë.