طائرة مجنحة في سماء المريخ

قامت وكالةُ ناسا بتصميمٍ نموذجٍ أوَّليٍ خاصٍّ بأبحاثِ الدِّيناميكِ الهوائيِّ للهبوطِ على سطحِ المريخ تحت اسم prandtl_m ، وهي عبارة عن طائرةٍ ذاتِ أجنحةٍ مصمَّمةٍ بشكلٍ مقوَّس .

يبين الشكل التالي النموذج الأولي المقترح للطائرة:

من المخطَّط أن يكونَ هذا التَّصميمُ جاهزاً للإطلاقِ من منطادٍ على ارتفاعٍ قدرهُ 100،000 قدمٍ، وذلك في وقتٍ لاحقٍ من هذا العام. حيث ستكونُ هذه الرحلةُ رحلةً أوليةً لمحاكاةِ ظروفِ الطّيران ضمن الغلافِ الجوّيِ للمريخ، وذلك وفقَ ما جاءَ في تصريحِ " AL Bowers" كبيرِ علماءِ مركزِ أبحاث Nasa Armstrong ، ومدير برنامج prandtl_m.

تهدفُ الاختباراتُ التي أجريت حتى الآن إلى توثيقٍ طريقةِ عملِ الطائرة، كما أنها قادت إلى تعديلاتٍ تسمحُ لهذه الطائرةِ بالإقلاعِ والهبوطِ من 3CubeSat، وهي عبارة عن ثلاثةِ أقمارٍ صناعيةٍ من نوع CubeSat تستخدمُ لأبحاثِ الفضاء. غالباً ما يكونُ كلُّ قمرٍ منها عبارةً عن أربعِ بوصاتٍ في كلٍّ بعدٍ من الأبعاد، ويتم تجميع هذه الأقمار الثلاثة جنباً إلى جنب .

ستكون هذه الطائرة جزءاً من الحمولةِ التي سيتم قذفها (من الطبقةِ الخارجيةِ) للمركبةَ التي ستنقلها إلى المريخ، وبعدها ستكونُ قادرةً على الإقلاعِ ضمنَ الغلافِ الجويِّ للمريخ والهبوطِ على سطحه.

تستطيع pandtl_m أن تُحلِّق فوق بعض المناطقِ المقترحةِ لمهماتٍ فضائيةٍ مستقبلية، وذلك لإرسالِ صورٍ فوتوغرافيةٍ لتلك المواقعِ إلى جانب خرائطَ توضيحيةٍ غايةٍ في الدقةِ قادرة على إعطاءِ صورةٍ كافيةٍ للعلماءِ لمدى ملائمةِ تلك المواقع للهبوط .

و بما أن الطائرة prandtl_m ستتم قيادتها بواسطة أقمارِ CubeSat كحِملٍ على متنِ الغلافِ الخارجيّ للمركبة Mars Rover والتي سترسل إلى المريخ بين العامين 2024-2022 فإن لذلك نقطة إيجابية تتجلى بتجنب إضافة وزن زائد إلى حمولة الرحلة .

مخطط الرحلة :

فورَ الوصولِ إلى الغلاف الجوي للمريخ ستنطلقُ الطائرةُ prandtl_m من مضيفها لتُباشرَ برحلةٍ مدتها عشرَ دقائقَ على ارتفاعِ 2،000 قدمٍ من سطحِ المريخ وبمدى يبلغ 20 ميلاً، وليتم ذلك يجب أن يتم تطويرُ بنيةِ الطائرةِ وفقاً للاختبارات الثلاثةِ الأولى التي ستُجرى على الأرض .

ستكون الطائرة prandtl_m داخل حافظةِ cubeSat حيث يقومُ المنطادُ بدايةً بإنزالٍ هذه الحافظةٍ، ثم تقومُ الطائرةُ بعدها بالانطلاق من هذه الحافظةِ والطيران.

تصميم الطائرة:

بحسب تصريح مسؤولين، ستتمُ الاستعانةُ ببعضِ الطّلابِ الأكاديميّين للمساعدةِ في بناءِ وتصميمِ الطائرةِ وسيتمُ تصميمُ مكوناتِ الطائرةِ بطريقةٍ غير تقليدية لتُمكِّن الوكالةَ من الحصول على المعلومات التي عجزت باقي المركباتِ الفضائيةِ عن تقديمها، وتبدو التوقعاتُ في هذا الخصوصِ إيجابيةٌ إلى حدٍّ كبير، فما أن يتمَ الحصولُ على المعلوماتِ المطلوبةِ بشكلٍ دقيق، سيتم إقلاعُ الطائرةِ مرةً أخرى باستخدام منطادٍ على ارتفاعٍ أعلى.

سيتم تصميمُ الطائرةِ بطولِ 24 إنش و وزنٍ أقل من باوندٍ واحدٍ بالنسبةِ للمريخ، ولكن وكما نعلم فإن جاذبية المريخِ تُقدّر بـ 38% من الجاذبية الأرضيّة لذا سيتم تصميمُ الطائرةِ بوزن 2.6 باونداً بالنسبة للأرض بحيث لا يتجاوز وزنها باونداً واحداً بالنسبة للمريخ .

أما بالنسبةِ للموادِ التي ستُصنع منها هذه الطائرة ، فهي موادٌ مركّبةٌ (ألياف زجاجية أو كربونية) حيث يعتقد خبراء الوكالة أن هذه البنية هي الأقدر على استحصال المعلومات في الظروف غير الاعتيادية .

رحلات أخرى:

وافق برنامجُ إدارةِ فرصِ الطيرانِ الذي تتم إدارته من قبل مركزِ أبحاث NASA Armstrong على تمويلِ رحلتين للمنطادِ خلالَ السنوات القليلة المقبلة، ومن المحتمل أيضاً إرسالُ صاروخِ سَبرٍ لإظهارِ كيفية عمل الطائرة على سطح المريخ .

ستنطلق هاتان الرحلتان من إحدى موقعين (Tuskon، Arizona) أو (Tillamook،Oregon ).

وقد تم التخطيط للرحلة البحثية الثانية بعد سنةٍ من الرحلة الأولى ومن المتوقع أن تتمكًّن الطائرةُ من العودةِ إلى منصةِ إقلاعها بعد رحلةٍ ستستمرُّ لمدةِ خمسِ ساعاتٍ ستعود بعدها إلى الأرض.

نظام الملاحة:

سيتم استخدامُ نظامِ GPS مبدأيّاً خلال الرحلات التجريبيّةِ ضمنَ الغلافِ الجويّ الأرضيّ، ولكن بالتأكيد فإن نظام GPS غيرُ متوفّرٍ على سطحِ المريخِ لذا يتم البحث عن نظام للملاحة لاستخدامه لاحقاً، بالإضافةِ لتدريبِ طيارٍ أوتوماتيكيٍّ صغيرٍ يقوم بتزويدِ إحداثيات الملاحة .

ماذا ستحمل الطائرة؟

من الممكن أن تحمل الطائرة في رحلتها الأولى أحد الحِملَين التّالِيَين: إما كاميرا لرسمِ الخرائطِ، أو جهازَ راديوميتر (جهاز لقياس الإشعاع)، وذلك لقياسِ الإشعاعِ على ارتفاعات ٍعاليةٍ جداً من الغلاف الجويّ للأرض. ومن المتوقع أن تتمكن الطائرةُ من حملهما معاً بنفس الوقت في المستقبلِ القريب .

كما ويتوقع أيضاً أن يقودَ نجاحُ هاتين الرحلتين إلى رحلةٍ ثالثةٍ ستكون على ارتفاعِ 450،000 قدم، ولكن من الممكن للطائرة أن تتراجع إلى الغلاف الجوي الأرضي. وحين تصل إلى ارتفاعِ يتراوح بين 115،000-110،000 قدم فإنها ستطير لكن من الممكن للطائرة أن تتراجع إلى الغلاف الجوي الأرضي. وحين تصل إلى ارتفاعِ يتراوح بين 115،000-110،000 قدم فإنها ستطير كما لو أنها ضمن المجال الجوي للمريخ.

في الختام ،وبعد التعرف على الطائرة prandtl_m ، هل تتوقع لها النجاح في مهماتها ؟ شاركنا رأيك

المصدر: هنا