עדכון: 19 באפריל, 2021, 12:39 בערב EDT:מסוק מאדים של נאס"א, Ingenuity,ביצע בהצלחה את הטיסה הראשונה שלוביום שני, 19 באפריל. המסוק טס לגובה של 10 רגל ונשאר באוויר קצת פחות מ-40 שניות.

על כדור הארץ, בני האדם השקיעו יותר ממאה שנים של עבודה באמנות הטיסה. על מאדים, אנחנו רק התחלנו.

המסוק של נאס"א במשקל 4 קילו, Ingenuity,נגע על פני השטח של מאדיםב-3 באפריל ויתחיל בטיסות מבחן בתחילת אפריל. זו תהיה הפעם הראשונה שבני אדם טסים משהו על כוכב אחר.

בהנהון לטיסה הראשונה של האחים רייט, הוא נושא חתיכה זעירה מהמטוס שטס בקיטי הוק. אם הכל ילך כשורה, Ingenuity עשויה לבצע עד חמש טיסות של 90 שניות לאורך 30 סול, או ימי מאדים, שהם מעט ארוכים מימי כדור הארץ.

במשך עשרות שנים, מדענים בחנו את פני השטח של ירחים וכוכבי לכת מחלליות גבוהות מעל. רוברים מספקים מבט מקרוב, אבל הם איטיים עד כאב. לכושר ההמצאה יש יתרון של טיסה נמוכה - רק 10 עד 16 רגל באוויר - תוך כדי נסיעה מהירה יחסית. הוא מצויד רק במצלמה. אבל מזל"טים עתידיים יכולים לשאת יותר כלים.

"זה מייצג פתיחת שדרה חדשה של חקר החלל", אמר ג'וש רביץ', מוביל מכאני ב-Ingenuity. "זה פותח הרבה אפשרויות לא רק עבור מאדים, אלא עבור כל גוף עם אטמוספירה."

משימה אחת שהוצעה לירח טיטאן של שבתאי כוללת מזל"ט מדובבשַׁפִּירִית. נתונים מ-Ingenuity יכולים לעזור להפוך את זה למציאות.

עם זאת נותרה השאלה: האם כושר המצאה יכול לעוף?

זו משימה לא פשוטה.

כוכב לכת אחר, אטמוספירה שונה, חוקים שונים

אם מבחני הטיסה יתחילו באפריל כצפוי, מאדים יהיה בכל מקוםבין 260 מיליון ל-330 מיליון קילומטרים משםמכדור הארץ. במרחק זה, יידרשו עד 15 דקות לאות של טייס להגיע ל-Ingenuity, עיכוב שיעשה את זה כמעט בלתי אפשרי לשלוט על המל"ט באופן ידני.

גם אם למדענים היה מישהו על פני מאדים עם ג'ויסטיק, חוקרי מעבדת הנעה סילון של נאס"א (JPL) גילו לפני שנים שאפילו טייסי המל"טים הטובים ביותר מתקשים לנווט באטמוספרה דמוית מאדים, שזה רק כאחוז אחד. צפוף כמו של כדור הארץ.

מכיוון שיש פחות מולקולות לדחוף מהן, להבי המסוקים של Ingenuity צריכים להסתובב בין 2,000 ל-3,000 פעמים בדקה, בהשוואה ל-300 עד 500 בכדור הארץ. כדי לתת את הדעת על תנודות מוגברות, הלהבים של Ingenuity באורך כמעט ארבעה מטרים הם הרבה יותר עבים ליד הרוטור מהקצוות, מה שמשפיע על הדרך שבה הוא מטפל.

בסביבות 2014, כמה שנים לפני שראביץ' הצטרף לצוות מסוקי מאדים, הוא אמר שהחוקרים ניסו להטיס גרסה קודמת של המל"ט בתא ואקום.

"היה להם טייס מזל"ט מנוסה מאוד, כמו טייס מזל"ט פרטי צעצוע, נסה לג'ויסטיק ביד", אמר. "זה לא עובד כמו שאתה חושב שזה יעבוד. אתה מנסה להזיז את זה לכיוון אחד וזה הולך לכיוון השני. זה היה שיעור טוב שהם למדו מהר, כן, אדם לא יכול לעוף את זה".

הפתרון שלהם היה להרכיב אותו עם מחשב וחיישנים כדי שהוא יוכל לשלוט בעצמו, להסתגל תוך כדי תנועה לשינויים במהירות, כיוון וגובה.

פתרון חידת ההמצאה

בהתחשב באטמוספירה הדקה, המהנדסים נאלצו להשחיל את המחט בין אספקת מספיק כוח לרוטורים ולמחשב, לבין הפיכתו לקלה מספיק כדי לעוף.

לעיבוד נתונים על Ingenuity, נאס"א פנתה לקוואלקום, שהצליחה לספק אמעבד Snapdragon 801- אותו דבר שתמצא באסמסונג גלקסי S5. המעבד הקל והיעיל היה מסוגל להתמודד עם הבדיקות הקפדניות שנאס"א ערכה עליו, אמר Dev Singh, GM של רובוטיקה, מל"טים ומכונות חכמות בקוואלקום.

"הם בדקו את זה עם קרינה", אמר. "בעוד שמעבדים אחרים פשוט התפרקו, המעבד שלנו הצליח לעבור את כל זה... הוא יכול להפעיל את מצלמת 4K. זה יכול להפעיל את כל הרוטורים. זה יכול לעשות את למידת המכונה ולהימנע ממכשולים."

מרכיב מרכזי אחד להצלחת Snapdragon הוא יעילות החשמל שלו. מכיוון שהוא זקוק פחות כוח ממעבדים אחרים, ל-Ingenuity יכולה להיות סוללה קטנה יותר.

"הסוללות ממש כבדות, אז אם אתה לא צריך אותן, למה לקחת יותר?" אמר רביץ' מ-JPL.

הסוללה הטעונה סולארית של Ingenuity מפעילה את הרוטורים, המחשב ומערכת החימום כדי למנוע מהעניין לקפוא. מאדים קר, לפעמים מגיע ל-110 מעלות פרנהייט או נמוך יותר בימים קרים.

המעבדים של קוואלקום מדורגים לעבוד רק בטמפרטורות הנעות בין כ-255 F עד -40 F, אמר סינג.

"ניסית פעם להתניע את המכונית שלך כשהשעה היא -40? זה לא תמיד נדלק,” אמר רביץ וצחק. "לשמור על האלקטרוניקה מספיק חמה כדי לעבוד בבטחה זה טריק."

הטיסות של 90 שניות למעשה לא גוזלות כל כך הרבה כוח. רוב אנרגיית הסוללה הולכת לחימום.

העתיד

תוכניות למסוק מאדים נמצאות בעבודות מאז סוף שנות ה-90, אמר רביץ'.

הצוות "שיחק עם זה במשך זמן מה ורק בסביבות מסגרת הזמן של 2014 זה באמת קיבל משיכה", הוא אמר. עד 2018 הם בחנו טיסות של הדגם הנוכחי של מסוק מאדים.

"אנחנו ממש נרגשים", אמר רביץ' על הצוות. "השקענו הרבה מליבנו בזה ועדיין מדהים אותנו שאנחנו שם וקיבלנו את ההזדמנות הזו לנסות לטוס".

טיסה מוצלחת תסלול את הדרך למשימות מסוקים נוספות על מאדים וכוכבי לכת וירחים אחרים במערכת השמש שלנו. כפי שציין סינג של קוואלקום, מל"טים יכולים לכסות הרבה יותר קרקע מאשר רובר. לסקרנות לקח תשע שנים לנסוע פחות מ-25 קילומטרים.

"תחשוב על העתיד של חקר מאדים, אתה יכול לעבור 24 קילומטרים בשעה, לטוס ולחפש", אמר סיג. "אם תשלח חמישה מהם, אתה כנראה יכול לכסות את מאדים תוך חמש שנים ולקבל תמונות של אלמנטים שונים."

חקירה היא דבר אחד. בעתיד, רביץ' אמר שהוא יכול לדמיין מסוקיםמאדים עוזר לאסטרונאוטים.

"אחד השימושים המטופשים האהובים עליי הוא, אם אתה אסטרונאוט ואתה שוכח את מפתח הברגים שלך בבסיס שלך ואתה לא רוצה לחזור לקחת אותו בעצמך," הוא אמר בצחוק. "פשוט שלח מסוק לאסוף אותו עבורך."

למען האסטרונאוטים העתידיים, השכחנים, בואו נקווה שהדבר הזה יעבוד.

סרטון קשור: עובדות על חלל שיטלטלו את עולמכם