מסוק מזל”ט יטוס לפני רכב המאדים לאפשר לו לנסוע רחוק יותר

האתגרים: המסוק יצטרך פחות כוח עילוי מאשר מסוק דומה בכדור הארץ בגלל כוח המשיכה הנמוך. מצד שני האוויר הדליל יקשה על המסוק לספק את כוח העילוי שבכל זאת נדרש.

המעבדה להינע סילוני של נאס”א הודיעה לאחרונה כי היא מפתחת מסוק מזל”ט קטן שתפקידו יהיה לגשש את הדרך לרכבי מאדים העתידים. מדוע רכבי מאדים צריכים מדריך רובוטי כזה? התשובה היא שנהיגה על מאדים היא באמת קשה.

כאן על כדור הארץ, רובוטים חוקרים את לועי הרי געש, או מסייעים בהצלה, וניתן להפעיל אותם באמצעות שלט רחוק וג’ויסטיק. זאת, משום שאותות הרדיו מגיעים לרובוט ממרכז השליטה שלו באופן כמעט מיידי. נהיגה על הירח לא מסובכת הרבה יותר. לאותות רדיו הטסים במהירות האור יידרשו בערך שתיים וחצי שניות לעשות את הטיול לירח ובחזרה. עיכוב זה לא מספיק ארוך כדי להפריע לנהיגה בשלט רחוק. בשנת 1970 הסיעו בקרים סובייטיים רכבי ירח מנחתות לונחוד בדרך זו, וחקרו בהצלחה יותר מ -40 קילומטר של שטח ירחי.
נהיגה על מאדים היא הרבה יותר קשה, כי הוא נמצא הרבה יותר רחוק. בהתאם לעמדתו ביחס לכדור הארץ, נדרשים לאותות בין 8 ו -42 דקות לנסיעה הלוך ושוב. לפיכך יש לשלוח הוראות מתוכנתות מראש לרכב הרובוטי שנמצא על פניו ולאחר מכן הוא מבצע את המסע בעצמו. כל תזוזה על מאדים דורשת שעות של תכנון קפדני. התמונות שצולמו על ידי מצלמות העומק של הרכבים נבחנו בקפידה על ידי מהנדסים. תמונות מחלליות המקיפות את מאדים מספקות לעיתים מידע נוסף.
ניתן יהיה לתכנת רכב רובוטי לבצע רשימה של פקודות נהיגה מכדור הארץ, ובנוסף הוא יכול להשתמש בתמונות שצולמו על ידי מצלמות הניווט שלו ועובדו במחשב המקומי כדי למדוד את המהירות ולזהות בעצמו מכשולים או מפגעים. הוא גם יוכל לתכנן את הנטיב הבטוח שלו למטרה שצויינה.

ספיריט ואופטריוניטי יכלו לנסוע עד 124 מטר בשעה בניווט מכדור הארץ. כאשר רכב החלל מנחה את עצמו באופן פעיל עם המצלמות שלו, ההתקדמות בטוחה יותר, אבל הרבה יותר איטית בגלל עיבוד התמונה הדרוש. הוא יוכל להתקדם רק כ-10 מטרים שעה. יש להשתמש בשיטה זו בכל פעם שלרכב אין תמונה ברורה של המסלול קדימה,דבר שקורה לעיתים קרובות במקרה שהרכב נוסע בשטח קשה והררי.
הנסיעה הארוכה ביותר של רכב קיוריוסיטי ביום אחד היתה למרחק של 144 מטרים, והנסיעה הארוכה ביותר של אופורטיוניטי היתה 224 מטרים.
אם בקרי הקרקע יוכלו לקבל תמונה טובה יותר של הדרך קדימה, הם יוכלו לתרנת הוראות המאפשרות לרכב הרובוטי העתידי לנסוע בבטחה למרחקים גדולים בהרבה ביום.
זה המקום שבו משתלב הרעיון של מסוק מזל”ט. המסוק יוכל לטוס לפני הרכב בכל יום. תמונות שיופקו מנקודת התצפית האווירית שלו יהיו אוצר שלא יסולא בפז לבקרי קרקע ויאפשר להם לזהות נקודות בעלות עניין מדעי, ולתכנן את מסלולי הנהיגה כדי להגיע לשם.

למסוק שטס על מאדים יהיו אתגרים מיוחדים שאין למל”טים על כדור הארץ. מצד אחד כוח המשיכה של מאדים הוא רק 38% מזה של כדור הארץ ולכן המסוק לא יצטרך לייצר כוח עילוי כמו מסוקים בעלי מסה דומה על כדור הארץ. מצד שני, להבי המדחף יידרשו ליצור את כוח העילוי שבכל זאת דרוש, באמצעות דחיפת אוויר כלפי מטה. זו משימה קשה יותר במאדים מאשר בכדור הארץ משום שאטמוספירת מאדים דלילה מאוד – כאחוז אחד מצפיפות אטמוספירת כדור הארץ בגובה פני הים. לפכיך כדי לתפוס מספיק אוויר יצטרכו להבי המדחף להסתובב מהר מאוד או להיות גדולים מאוד.
המסוק חייב להיות מסוגל לטוס בכוחות עצמו, תוך שימוש בהוראות מתוכנתות מראש, ולשמור על על טיסה יציבה בתוואי שהוגדר מראש. הוא חיייב להיות מסוגל להמריא ולנחות בשטח הסלעי של מאדים, ולבסוף, הוא חייב להיות מסוגל לשרוד בתנאים הקשים של מאדים, שבו הטמפרטורה צונחת ל -100 מעלות צלזיוס מתחת לאפס ומטה בכל לילה.

מהנדסי JPL מפתחים מסוק בעל מסה של קילוגרם אחד, שבריר ממסת הרכב קיוריוסיטי שמסתו 900 ק”ג. להבי המדחס שלו משתרעים לאורך של 1.1 מטרים מקצה לקצה והוא מסוגל להסתובב 3,400 סיבובים בדקה. כל גודלו של המסוק עצמו הוא כגודל קופסת רקמה.
המסוק יופעל באמצעות אנרגית השמש, כשהתאים הסולאריים שלו יידרשו לאסוף מספיק אנרגיה בכל יום שתאפשר לו טיסה של 2-3 דקות, ותחמם אותו בלילה. הוא יוכל לטוס בזמן זה למרחק של כ-500 מטרים לאסוף תמונות ולהעביר אותן לבקרת הקרקע. מהנדסים ב-JPL מעריכים שבסיוע המזל”ט אפשר יהיה לשלש את המרחק שהרכב הרובוטי יסע ביום.

לידיעה ביוניברס טודיי