حقوق الصورة: ناسا
كانت الرحلة صعبة بعض الشيء ، لكن باثفايندر وصلت على سطح المريخ في عام 1997 في حالة ممتازة. هذه المركبات المتجوّلة لها كتلة مختلفة عن Pathfinder ، لذلك عاد مهندسو وكالة ناسا إلى لوحة الرسم لمعرفة كيفية صنع أكياس هوائية تنتفخ قبل ثوان من الهبوط ويمكن أن تصمد أمام تأثير بسرعات سريعة.
فقط واحدة من العديد من المشاكل في الهبوط على كوكب آخر ، بعد تحديد مكان الهبوط وطريقة الوصول إلى هناك ، تهبط بأمان. بالنسبة إلى مختبر الدفع النفاث ، فإن الهبوط الآمن هو "اسم اللعبة" ، حيث يعمل المهندسون على إعداد رحلتين لرحلة إلى المريخ.
تستخدم مركبة استكشاف المريخ المقرر إطلاقها في عام 2003 نفس نظام هبوط الوسادة الهوائية الذي استخدمه مارس باثفايندر في عام 1997. يجب أن تكون الوسائد الهوائية قوية بما يكفي لتخفيف المركبة الفضائية إذا سقطت على الصخور أو التضاريس الوعرة وتسمح لها بالارتداد عبر المريخ. السطح بسرعات سريعة بعد الهبوط. لزيادة التعقيد ، يجب نفخ الوسائد الهوائية ثانية قبل الهبوط وتفريغها مرة واحدة بأمان على الأرض.
قال المهندس جون كارسون ، المهندس المجهول: "إن روفرز 2003 لها كتلة مختلفة [عن سوجورنر ، روبوت باثفايندر] ، لذلك قمنا بإجراء تغييرات في تصميم الوسادة الهوائية". "إن مطلبنا هو أن نكون قادرين على الهبوط بأمان على صخرة تمتد على ارتفاع نصف متر (حوالي 18 بوصة) فوق السطح. يمنحنا الاختبار الشامل عملية للتجربة والخطأ قبل التصميم النهائي. "
كيفية بناء وسادة هوائية أفضل
في حين أن معظم السيارات الجديدة تأتي الآن مع أكياس هوائية ، فإن المركبات الفضائية لا تفعل ذلك. النسيج المستخدم للوسائد الهوائية المريخ الجديدة هو مادة اصطناعية تسمى Vectran والتي تم استخدامها أيضًا في Mars Pathfinder. يمتلك Vectran ضعف قوة المواد الاصطناعية الأخرى ، مثل Kevlar ، ويعمل بشكل أفضل في درجات الحرارة الباردة.
المنكر هو مصطلح يقيس قطر الخيط المستخدم في المنتج. سيكون هناك ست طبقات 100 منكر للضوء ولكن Vectran صعبة تحمي واحدة أو اثنتين من المثانات الداخلية من نفس المادة في 200 منكر ، وفقًا لـ Dara Sabahi ، مهندس النظم الميكانيكية. استخدام منكر 100 يعني وجود المزيد من النسيج الفعلي في الطبقات الخارجية حيث تكون هناك حاجة إليه ، لأن هناك المزيد من الخيوط في النسيج.
يستخدم كل مركب روفر أربع وسائد هوائية لكل منها ستة فصوص ، وكلها متصلة ببعضها. يعد الاتصال أمرًا مهمًا ، لأنه يساعد في تخفيف بعض قوى الهبوط من خلال الحفاظ على نظام الكيس مرنًا ومستجيبًا لضغط الأرض. لم يتم إرفاق قماش الوسائد الهوائية بالمركبة مباشرة ؛ الحبال التي تتقاطع مع الأكياس تمسك القماش بالمركبة. الحبال تعطي الحقائب شكل ، مما يجعل التضخم أسهل. أثناء التحليق ، يتم تخزين الأكياس مع ثلاثة مولدات للغاز يتم استخدامها للتضخم.
اختبار ، اختبار ، اختبار
نظرًا لأن الوسائد الهوائية تتكون من عدة طبقات ، فإن بعض التمزق في الطبقات الخارجية مقبول وحتى متوقع. يقوم المهندسون باختبار الأكياس للتأكد من عدم وجود مشاكل كارثية تمنع الهبوط الآمن.
يتم اختبار الوسادة الهوائية للمريخ في أكبر غرفة فراغ في العالم في محطة Plum Brook Station التابعة لمركز أبحاث Glenn التابع لناسا في ولاية أوهايو. قال كارسون "إن منشأة Plum Brook مثيرة للإعجاب للغاية ، إلى جانب جميع الأشخاص الذين يقومون بتشغيلها".
يبلغ حجم غرفة الاختبار المستخدمة في الاختبارات ما يزيد قليلاً عن 30 مترًا (100 قدم) ويبلغ ارتفاعها حوالي 37 مترًا (120 قدمًا) - وهي كبيرة بما يكفي لتمريرها ثلاثة مسارات للسكك الحديدية. يتم تسريع نظام اختبار المركبات الفضائية والوسائد الهوائية الذي يزن حوالي 535 كيلوغرامًا (حوالي 1180 رطلاً) باستخدام نظام حبل بنجي على منصة مع صخور تقارب سطح المريخ. الهبوط في سرعة الهبوط ، حوالي 20 إلى 24 متر (ياردة) في الثانية.
يتم توثيق الاختبارات بدقة باستخدام كاميرات الفيديو عالية السرعة ، بالإضافة إلى عمليات الفحص البصري. حتى أن المهندسين قاموا ببناء قبة واضحة ، مرصعة بالحجارة ، تحتوي على كاميرا توثق الاختبارات من وجهة نظر عين الروك. أثناء الاختبار ، يقف طاقم من شركة ILC Dover ، الشركة المصنعة للوسادة الهوائية ، على استعداد لإجراء إصلاحات سريعة وملاحظة أي تغييرات مطلوبة.
قال توم ريفيليني ، نائب مهندس النظم الميكانيكية: "نجري اختبارات مكثفة". "نريد كسر الكيس على الأرض ، وليس على كوكب المريخ. إذا رأينا دمعة غير متوقعة أو عميقة جدًا ، يمكننا إجراء تغييرات الآن [قبل التصميم النهائي] ".
وأضاف كارسون ، "سنراجع جميع البيانات التي جمعناها حتى الآن ، ونقوم ببعض الاختبارات الأخرى ، ونقرر تكوين التصميم".
ثم إلى المريخ عام 2003!
