طائرة Ingenuity التابعة لناسا أمضت عامًا واحدًا على سطح المريخ

قبلَ مضي سنة، أجرت مركبة Ingenuity المروحية أول رحلة لها على سطحِ المريخ، ومنذُ ذلكَ الحين بدأت قصة طائرة هليكوبتر صغيرة في العالم الحقيقي.

سافرت مركبة Ingenuity إلى الكوكب الأحمر بَعدَ ربطها بمركبة تسمى Perseverance التابعة لوكالة ناسا (والتي خصصت لاستكشاف فوهة جيزيرو Jezero) ووصل كلاهما إلى فوهة جيزيرو في 17 شباط/فبراير 2021. بَعدَ حوالي ستة أسابيع، بدأت المروحية بعرضٍ تقني لمدة 30 يومًا وذلكَ فقط لمعرفة ما إذا كانَ الطيران مُمكِنًا في الغلاف الجوي الرقيق للمريخ.

لَقد أثبتت أنها تستطيع الطيران، وفي 19 نيسان/أبريل، وخلال الأسبوعين التاليين، أجرت مركبة Ingenuity أربعِ رحلاتٍ تجريبيةٍ أخرى، وكانت في كُلِ مرَّةٍ تَسيرُ مسافة أبعد قليلًا، وأسرع قليلًا، وأعلى قليلًا، بعد تلك الرحلات التجريبية الأولى، تحولت مهمة Ingenuity من عرضٍ تقني إلى عملي، مما ساعد المركبة Perseverance على السير واستكشاف السطح من خلال استطلاع التضاريس أمام المركبة.

قبلَ وصول المروحية، كان للعُلماء منظورين للمريخ، تقول عالِمة الكواكب Kirsten Siebach من جامعة رايس في هيوستن، والتي ليست جزءًا من فريق Ingenuity: «لدينا صور مأخوذة من مدار المريخ، وأخرى مأخوذة من المركبات الجوالة على سطحهِ، ولكن هذه المروحية فتحت لنا منظورًا جديدًا تمامًا على المريخ».

تجاوزت Ingenuity كل التوقعات، لقد أظهرت أن ليس فقط الرحلة ممكنة ولكن أيضًا أن الطيران ممكن في جو المريخ. ناقشت أخبار العلوم Science News هذه اللحظات الكبيرة للمروحية والتعاون الذي حصل مع المركبة الجوالة والرحلات القادمة مع الطيار Håvard Fjær Grip، إنه طيار رئيسي في Ingenuity ومهندس في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا، كاليفورنيا. عُدلت إجاباته من أجل الطول والوضوح.

SN: ماذا يفعل «الطيار الرئيسي» لطائرة هليكوبتر على كوكب آخر؟

Grip: الجزء الأكبر من العمل هو التخطيط للرحلات الجوية، فالمركبة Ingenuity لا تعرف أين هي أو أين تريد أن تذهب عندما تبدأ العمل، لذلك تتخذ كل هذهِ القرارات هنا على الأرض. كل مناورة تقوم بها المروحية في أثناء الرحلة يخطط لها هنا أولًا، ثم نرسل هذه التعليمات إلى المروحية. عندما يحين وقت الطيران، تستخدم المروحية البرامج التي على متنها لاتّباع التعليمات بأكبر قدر ممكن من الدقة.

SN: أكملت المروحية 25 رحلة جوية حتى الآن، هل يمكنك أن تخبرنا كيف فاقت توقعاتنا؟

Grip: إنه أمرٌ رائع جدًا. لقد ذهبنا إلى هناك متوقعين إجراء خمس رحلات على الأكثر في غُضُون 30 يومًا. وكان كل ذلك سيحدث في منطقة صغيرة اخترناها بعنايةٍ. لقد أمضينا أسابيع في معرفةِ مكان وضع المروحية بالضبط، ودراسة هذه الصخور الصغيرة جدًا. تم تخطيط كل شيء. وبعد ذلك سارت الأمور على ما يرام عندما بدأنا في الطيران، إذ بدأ الناس على الفور تقريبًا في التفكير: «واو، دعنا نحاول الاستفادة منها أكثر بعد تلك الرحلات الخمس».

لقد بدأنا في المرحلة التالية، ولكي تكون مفيدة بشكل كامل، كان علينا الابتعاد عن هذه المنطقة المختارة بعناية. أنا فخور بذلك حقًا. لقد تمكنّا من استخدام هذه التقنية التي صممت لهذه المهمة المحدودة للغاية وتوسيعها للذهاب والهبوط في أماكن مختلفة على سطح المريخ والسفر عبر التضاريس التي لم نخطط أبدًا للسفر عبرها في الأصل.

والآن ها قد استمرت لأكثر من عام مُنذ إطلاقها، لا أعتقد أنَّ أيًا مِنّا قد تخيل أن ذلك سيكون ممكنًا.

SN: هل كانت هناك رحلات طيران محددة تَميزتَ بها؟

Grip: بالتأكيد فإن الرحلة الأولى كانت الأكثر أهميةً؛ ولا تزال كذلك. وكان لدينا أوقات أكثر صعوبة كما في الرحلة السادسة. عندما أصبح الأمر مُثيرًا، لأننا عانينا من حالة شاذة في أثناء الرحلة. (أدى الخلل إلى تمييز صور الملاحة بأختام زمنية خاطئة، مما تسبب في تأرجح المروحية ذهابًا وإيابًا في أثناء رحلتها). كان على المروحيةِ أن تتغلب على ذلك والبقاء على قيد الحياة والنزول على الأرض كقطعة واحدة دون أن تتمزق.

كانت لدينا بعض الرحلات الجوية التي تمَّ تخصيصها لأنشطة استطلاعية. ذهبنا إلى منطقة ستقضي فيها العربة الجوالة عدة أشهر، وذهبنا بالمروحية قبل العربة إلى تلك المنطقة واستكشفناها حتى يكون سائقي العربة الجوالة أكثر كفاءة في إيجاد طرق آمنة للقيادة. كانت تلك الرحلات رقمي 12 و13. ثم كانت بعض هذه الرحلات الطويلة مثيرة. كانت الرحلة رقم 9، حتى أيام قليلة ماضية، أكبر شيء قمنا به على الإطلاق، على مسافة 625 مترًا. وفي الرحلة رقم 25، تغلبنا على ذلك وحلّقت لأكثر من 700 متر.

SN: كانت هناك رحلة مؤخرًا كان لا بد من تأجيلها بسبب عاصفة ترابية، أليس كذلك؟

Grip: هذا صحيح. كانت تلك الرحلة رقم 19. إن الطيران سواء كان على المريخ أو هنا على الأرض، يفرض علينا أن نكون حذرين بشأن الطقس. نحن دائمًا نتأكد من الطقس قبل الطيران. وفي كُل مرّة فعلنا ذلك على كوكب المريخ، كان الأمر مشابهًا إلى حدٍ ما. ثم بعد ظهر اليوم السابق وعلى وشك بدأ الرحلة رقم 19، تم إبلاغنا بوجود عاصفة ترابية. فهذا أخّرنا قليلًا، عندما انتهينا من ذلك كان لدينا غبار على عدسة كاميرا الملاحة الخاصة بنا، كما وغطت الرمال أرجل المروحية جزئيًا. كان علينا أن نخرج من ذلك، وكان تحديًا جديدًا للطائرة الهليكوبتر، ولكن مرة أخرى تعاملت مع ذلك بشكل مثالي.

SN: حلقت المروحية خلال موسمين على سطح المريخ. مع تغير الفصول، يتغير ضغط الهواء. هل يؤثر ذلك على المروحية؟

نعم، هذه مشكلة كبيرة جدًا. لقد درسنا ذلك لعدة سنوات قبل الإطلاق، أي بالضبط متى سنهبط وأين سنهبط. كان تصميمنا موجهًا نحو الأشهر القليلة الأولى بعد الهبوط، وتزامن ذلك مع موسم معين (الربيع) في فوهة جيزيرو على سطح المريخ. يمكننا (قبل الإطلاق) أن نتنبأ جيدًا بما ستكون عليه كثافة الهواء. وعندما مددنا المهمة إلى ما بعد ذلك، بدأت كثافة الهواء في الانخفاض. ولكي نتمكن من الاستمرار في الطيران، كان علينا زيادة سرعة الدوران. في الواقع، زدنا السرعة أكثر مما تم اختباره على الأرض. لقد انتهينا الآن من فصل الصيف، وبدأت الكثافة في الصعود مرة أخرى، وتمكنا من العودة إلى سرعة الدوار الأصلية وتمديد وقت الطيران أيضًا.

SN: ماذا سيأتي بعد ذلك؟ هل هناك أي رحلات جوية كبيرة مخطط لها قريبًا؟

Grip: سوف نشق طريقنا إلى نهر دلتا الذي تتجه المركبة Perseverance نحوه. لقد أكملنا للتو أكبر عقبة أمامنا للقيام بذلك، فالرحلة رقم 25، والتي كانت تعبر هذه المنطقة المسماة Séítah، كان بها الكثير من الرمال والتضاريس المتنوعة. وعندما نصل إلى نهر دلتا هناك عدة خيارات مختلفة مطروحة على الطاولة: أما مساعدة سائقي المركبات الجوالة، أو لاستكشاف الأهداف، أو حتى القيام ببعض الاستكشاف نيابةً عن مهمة المريخ التالية. إن Perseverance هي الجزء الأول من مشروع إعادة عينات للأرض. إنها تقوم بأخذ العينات الآن وستترك هذه العينات على سطح المريخ وستلتقط في النهاية وتعاد إلى الأرض وهذه هي خطتنا الآن.

SN: ما الذي تعنيه استكشافات Ingenuity في المستقبل؟

هذه حقبة جديدة. أصبح الطيران في الفضاء شيئًا الآن. لا يمكننا التفكير في استكشاف المريخ بدون الأصول الجوية كجزء من ذلك. أعتقد أن هذا هو الشيء الأكثر إثارةً.