چگونه می‌توان فرودگرهای مریخ را از طوفان گرد و غبار نجات داد؟

به گزارش عصرقائم، به نقل از اسپیس، فرودگر «اینسایت»(InSight) ناسا هفته گذشته در اثر انباشته شدن گرد و غبار روی آن از بین رفت. این ربات که برای بررسی فعالیت‌های تکتونیکی مریخ ساخته شده بود، در ماه‌های اخیر با انرژی کمتری کار می‌کرد زیرا آرایه خورشیدی آن به ‌تدریج زیر پوشش ضخیم غبار ناپدید می‌شد. ناسا روز ۲۱ دسامبر گفت که روزهاست از اینسایت خبری ندارد و رسما اعلام کرد که مأموریت این فرودگر پایان یافته است.

اینسایت که در نوامبر ۲۰۱۸ در منطقه «هامونه الیسیوم»(Elysium Planitia) مریخ فرود آمد، دو سال از مدت زمان مورد انتظار ماموریت خود فراتر رفت. با وجود این، بسیاری پرسیدند که آیا می‌توان کاری برای نجات دادن آن انجام داد یا خیر.

هزینه در برابر مزیت

ناسا در یک رشته توییت که حدود شش هفته پیش از مرگ نهایی اینسایت پست شده بود، مشکلاتی را توضیح داد که مهندسان هنگام طراحی مأموریت برای مریخ غبارآلود با آنها روبه‌رو هستند.

ناسا در حساب توییتر فرودگر اینسایت نوشت: مردم اغلب می‌پرسند که آیا راهی برای استفاده از برف‌پاک‌کن، دمنده و مواردی از این دست برای پاک کردن خودم ندارم. این یک پرسش منصفانه است و پاسخ کوتاه آن این است که ساده‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین راه برای رسیدن به اهدافم، پنل‌های خورشیدی بسیار بزرگی بودند که برای تامین انرژی مورد نیاز تمام مأموریت من تعبیه شده بودند و توانستند این کار را انجام دهند.

فصل طوفان گرد و غبار

هنگام ارسال فرودگرها به مریخ، آژانس‌های فضایی معمولا سعی می‌کنند از فصل طوفان گرد و غبار این سیاره که در دوره‌های پاییز و زمستان مریخ رخ می‌دهد، اجتناب کنند. از آنجا که یک سال مریخ حدود دو سال زمینی طول می‌کشد، بیشتر فرودگرها و مریخ‌نوردهای اخیر از جمله اینسایت توانستند چندین فصل طوفان گرد و غبار را پشت سر بگذارند.

مریخ‌نورد «کنجکاوی»(Curiosity) که در حال حاضر یازدهمین سال خود را در مریخ می‌گذراند و همچنان قوی باقی مانده، فصول زیادی از طوفان گرد و غبار را دیده است. این مریخ‌نورد حتی مقدار متغیر گرد و غبار انباشته‌شده روی حسگرها و تجهیزات خود را اندازه‌گیری کرد و نشان داد که بادهای فصلی و گردبادهای موسوم به «تنوره دیو»(Dust devil) چگونه به مریخ‌نوردها کمک می‌کنند تا برای مدت طولانی‌تری به کار خود ادامه دهند. همان طور که آشکار است، اینسایت در مورد پاکسازی‌های طبیعی مریخ، بسیار بدشانس بود.

تنوره دیو

گردبادهای موسوم به تنوره دیو یا دیو گردوخاک، به خاطر تمیز کردن نسل قدیمی مریخ‌نوردهای ناسا از جمله «اسپیریت»(Spirit) و «آپورچونیتی»(Opportunity) مشهور هستند؛ به ویژه آپورچونیتی که توانست ماموریت خود را برای بیش از ۱۴ سال ادامه دهد و ده‌ها بار از عمر سه ماهه طراحی‌شده خود فراتر رفت. جاروهای منظم تنوره دیو و رویدادهای پاکسازی ناشی از باد، نقش مهمی را در این مأموریت رکوردشکن داشتند. نهایتا یک طوفان گرد و غبار بزرگ که در سال ۲۰۱۹ رخ داد، بر مریخ‌نورد کوچک غلبه کرد و به سفر اکتشافی آن پایان داد.

به گفته «مایک ویلیامز»(Mike Williams)، مهندس ارشد دفاع و فضای شرکت «ایرباس»(Airbus) که در حال حاضر در حال بازنگری روش دفاع از مریخ‌نورد «اگزومارس»(ExoMars) در مقابل گرد و غبار است، گفت: به نظر می‌رسد که اینسایت در وضعیت بسیار نامطلوبی برای حذف گرد و غبار قرار داشته است.

پنل‌های خورشیدی کج

ویلیامز تایید کرد که بهترین، ایمن‌ترین و ارزان‌ترین روش در مورد کاوشگر مریخی ضد گرد و غبار، روش ناسا در مورد پنل‌های خورشیدی بزرگتر است. با وجود این، ایرباس در حال حاضر به دنبال افزودن قابلیت اختصاصی دفاع در مقابل گرد و غبار است و زمان زیادی برای انجام دادن این کار دارد. این ماموریت که با همکاری روسیه آغاز شده بود، در پی حمله روسیه به اوکراین به حالت تعلیق درآمد. پرتاب برنامه‌ریزی‌شده برای ماه سپتامبر لغو شد و ایرباس اکنون مریخ‌نورد اگزومارس را در یک «اتاق تمیز»(Cleanroom) نگه داشته است زیرا برخی از اجزای حیاتی که در ابتدا توسط روسیه ساخته شده بودند، باید جایگزین شوند.

ویلیامز در مصاحبه با اسپیس گفت: افزایش اندازه آرایه‌های خورشیدی به گونه‌ای که بتوان نور خورشید را که به دلیل گرد و غبار کمتر به آنها می‌رسد مدیریت کرد، بهترین و ساده‌ترین راه حل است. این روش به کمترین تعداد سیستم و عملکرد نیاز دارد و به همین دلیل، خطر آن کمتر است. از منظر طراحی یک مأموریت، قطعاً این بهترین راه برای انجام دادن آن است.

ویلیامز گفت: زمانی که ماموریت اگزومارس برای نخستین بار طراحی شد، مهندسان فناوری‌های زیادی از جمله برس‌ها، برف‌پاک‌کن‌ها، دمنده‌ها و برف‌ پاک‌کن‌های الکترواستاتیک را برای از بین بردن گرد و غبار در نظر گرفتند. آنها در آن زمان به این نتیجه رسیدند که مریخ‌نورد نیازی به خودپاکسازی ندارد. با توجه به اینکه تاریخ عرضه جدید پیش از سال ۲۰۲۸ پیش‌بینی می‌شود، آنها قصد دارند در روش خود تجدید نظر کنند.

ویلیامز ادامه داد: با توجه به اینکه اگزومارس اکنون دوباره متولد شده است، ما به دنبال احیای بخشی از این قابلیت هستیم. ما می‌توانیم از روشی مانند کج کردن پنل‌های خورشیدی استفاده کنیم تا مقداری از آن گرد و غبار را از بین ببریم. همچنین، این روش می‌تواند به نشانه‌ رفتن مؤثرتر پنل‌ها به سمت خورشید کمک کند و شاید مزایایی نیز داشته باشد.

ویلیامز اضافه کرد: مهندسان ایرباس درست مانند ناسا باید با این واقعیت کنار بیایند که اگزومارس نیز مانند سایر فضاپیماهای مریخ ممکن است در نهایت تسلیم گرد و غبار شود و اگر مریخ‌نورد فقط کمی بیشتر از طول عمر طراحی‌شده برای مأموریت خود دوام بیاورد، ناامید نخواهند شد. آنها امیدوارند مانند اسپیریت و آپورچونیتی، از آب و هوای مریخ کمک بگیرند.

خودپاکسازی

اگرچه اینسایت برای پاک کردن گرد و غبار از روی خود ساخته نشده بود اما ناسا آخرین راه‌حل را نیز برای کمک کردن به فرودگر انجام داد تا در ماه‌های پایانی عمر خود بتواند بخشی از گرد و غبار را حذف کند زیرا مقدار برق تولیدشده توسط پنل‌های آن کاهش یافته بود.

در ماه مه، کنترل‌کننده‌های زمینی به بازوی رباتیک اینسایت دستور دادند تا کمی شن را روی یکی از پنل‌های پوشیده از گرد و غبار فرودگر بپاشد. همان طور که باد دانه‌های شن را در سراسر پنل پخش می‌کرد، آنها مقداری از گرد و غبار را در طول مسیر جمع می‌کردند و ضخامت پوشش غبار را که مانع رسیدن نور خورشید بود، کاهش می‌دادند.

در نهایت مثل همیشه طبیعت پیروز شد اما اینسایت مطمئنا بدون مبارزه از بین نرفت.