Flutningur þyrlu á Mars: hvað ber framtíðin í skauti sér?

Framtíð Marsflugsins opnaði á mánudaginn. Það verður enn ein uppgötvunarferðin á næsta áratug eða tveimur þar sem við fínstillum verkfræði og notkun Marsþyrlna.

Lið hjá JPL NASA bregst við eftir að hugvitssemi (á skjánum) fer í fyrsta flug sitt á Mars á mánudaginn. (Heimild: NASA myndbandsupptaka í gegnum Reuters)

Þegar fyrsta sólarljósið flökti í gegnum skýin á köldum vormorgni í Washington, fór lítil þyrla á loft á köldu og auðnum plánetu í tæplega 300 milljón km fjarlægð. Fréttir frá öðrum heimi svo langt í burtu, veittu kannski smá glaðning frá hinum áberandi veruleika faraldursins á jörðinni. Klukkan 6:46 að morgni EST sýndu gögn niðurtenging frá Mars að Mars Ingenuity, litla þyrlan, hafði tekið fyrsta 40 sekúndna flugið þar sem hún fór um 3 metra upp í loftið.

Fréttabréf| Smelltu til að fá bestu útskýringar dagsins í pósthólfið þitt

Wright Brothers augnablik

Fyrir nokkrum árum heimsótti ég Kitty Hawk, Norður-Karólínu, á leiðinni í fjölskyldufrí. Kitty Hawk er ólýsandi bær á oddinum á ytri bökkunum. Það er í Kitty Hawk sem bræður, Orville og Wilbur Wright, höfðu þessa óvæntu löngun til að prófa að fljúga því sem myndi verða fyrsta flugvélin á jörðinni. Ef þú stígur hundrað ár aftur í tímann, á þeim tíma, hvað þá að fljúga, voru bílar ekki í tísku. Það er árið 1903 sem fyrsti Ford bíllinn var settur saman: rétt um það leyti sem Wright bræðurnir reyndu að fljúga fyrstu flugvélinni. Þess vegna er athyglisvert að menn stunduðu löngunina til að fljúga á þeim tíma þegar bílar voru sjaldgæfur. Aðal flutningsmátinn var hestar og hestvagnar: á þeim tíma var mótstaða við að skipta yfir í hestlausa vagninn eða bílinn. Líkt og hugvitssemi var fyrsta vélknúna flug Wright-bræðra stutt (um 12 sekúndur). Eins og hugvitssemi vissi enginn á þeim tíma (af farsælu flugi) hvort eða hvort flugið myndi umbreyta vísindum og tækni eða hafa engin áhrif á gang sögunnar. Fyrir Wright-bræðurna vitum við auðvitað að flugið breytti siðmenningu mannsins. Fyrir hugvitssemi Mars vitum við auðvitað ekki hvað mun gerast í framtíðinni: hvort sem er, við munum kannski vita það eftir hálfa öld.

Dr Amitabha Ghosh er plánetufræðingur hjá NASA með aðsetur í Washington DC. Hann hefur starfað í mörgum Mars leiðangrum NASA sem byrjaði með Mars Pathfinder verkefninu árið 1997. Hann starfaði sem formaður vísindaaðgerða vinnuhópsins fyrir Mars Exploration Rover verkefnið og var falið að leiða taktískar flakkaraaðgerðir á Mars í meira en 10 ár. Hann hjálpaði til við að greina fyrsta bergið á Mars, sem fyrir tilviljun var fyrsta bergið sem greint var frá annarri plánetu.

Þyrla í Mars verkefni

Spóla hundrað ár áfram: Löngunin til að prófa hina metnaðarfullu tilraun, sem liggur á milli hins geðveika og metnaðarfulla, vegna þess að andrúmsloftið er svo þunnt á Mars, kom frá Jet Propulsion Laboratory. Einhvern veginn náði þessi tilraun ekki hin víðtæku markmið Perseverance Rover sem var falið að setja vísindamarkmið frá því að leita að sönnunargögnum um líf til framleiðslu súrefnis á Mars. En embættismenn hjá NASA höfuðstöðvum tóku langa skoðun og skrifuðu undir þessa metnaðarfullu tækni: með mjög mikilvægu í huga að tæknisýningin gæti mistekist.

Verkfræðiáskorun: Það er verkfræðileg áskorun að fljúga á Mars: lofthjúpurinn er 1% í þéttleika miðað við lofthjúpinn á jörðinni. Til að halda uppi flugi þurfa þyrlublöðin að snúast um 2400 snúninga á mínútu (snúningur á mínútu) eða um það bil 8 sinnum hraðar en farþegaþyrla til að fljúga á jörðinni. Að þyrla fljúgi nokkra metra frá jörðu á Mars jafngildir því að þyrla fljúgi 2-3 sinnum hærri en Mount Everest. Til að skapa samhengi fljúga flugvélar eins og Boeing 747 í 30.000 fetum eða um það bil hæð Everest. Bestu orrustuþoturnar eins og SR-71 bandaríska flughersins gætu flogið allt að þrisvar sinnum hærra en Everestfjall.

Önnur áskorunin er að hanna far sem mun hafa sitt eigið afl-, fjarskipta- og vélræn undirkerfi með svo lítilli fjárveitingu. Þetta farkosti þurfti ekki aðeins að mæta þessum háa snúningi á mínútu og vera háð sólarrafhlöðum fyrir orku, hugvitssemi þurfti líka að lifa af mjög kalda Marsnóttina sem getur verið hrottaleg á rafhlöðum og um borð í tölvunni.

Á þessari mynd frá NASA svífur NASA Mars-tilraunaþyrlan Hugvit yfir yfirborði Mars mánudaginn 19. apríl 2021. Litla 4 punda þyrlan reis upp úr rykrauðu yfirborðinu upp í þunnt Marsloftið á mánudaginn og náði fyrsta vélknúnu, stýrðu fluginu á annarri plánetu. (NASA í gegnum AP)

Horft fram á við

Fyrir jörðina vissi enginn hvort flug yrði útbreitt og hluti af mannlífi. Fyrsta tegund atvinnuflugfyrirtækja náði ekki miklum árangri á 2. áratugnum, við að fá fólk til að fljúga. Það var hvorki innviðir né krafa um að breyta flugi í fjöldamarkaðsfyrirtæki. Flug sem atvinnugrein var ekki fyrir viðkvæma. Nokkrir frægir iðnrekendur eins og Henry Ford komu inn í geirann, brenndu sig og hættu eins og frægt var, eftir að hafa mistekist að gera jákvæð viðskipti. Aðrir eins og Indverski JRD Tata lifðu af erfiða fæðingarhríð atvinnuflugsins og héldu áfram að reka farsælt flugfélag.

Það eru tvær leiðir til að hugvitssemi getur breytt sögu Marsflugs eða ekki. Í fyrsta lagi gæti þetta valdið mörgum verkefnum til að prófa mörk Marsflugs og hagkvæmni þess að nota Mars þyrlur fyrir verkefnisþarfir. Í kjölfar hugvitssemi þurfa að vera nokkur önnur þyrluverkefni til að prófa aðrar verkfræðilegar spurningar enn frekar: mikilvægast af öllu hversu langt getur Marsþyrla flogið, hversu hátt getur hún flogið og hver er hámarksþyngdin sem hún getur borið? Ef þessar vegalengdir eru umtalsverðar, er þá hægt að nota þyrlu til að flytja menn eða flytja farm á Mars? Við erum nógu langt frá þeim stað þar sem við munum hafa svör, en þetta eru nokkrar af þeim spurningum sem líklega verður skoðað þegar við könnum verkfræðileg mörk flugs á Mars.

Í öðru lagi, hvað getur lítil þyrla eins og hugvitssemi gert til að styðja hjólaleiðangur? Marsfarar geta farið takmarkaða vegalengd hverja sól. Ein af ástæðunum fyrir því er að takmarkaðar upplýsingar liggja fyrir um fyrirhugaða leið flakkarans. Háupplausnarmyndir frá braut styður akstur á Mars, en myndir úr þyrlu geta verið í miklu hærri upplausn og hægt að ná þeim fljótt. Myndefni frá sporbraut hefur mun lengri afgreiðslutíma. Þannig ætti þyrla að geta gefið betri myndir af hættum á leið flakkara: og þetta getur hjálpað til við að skipuleggja lengri akstur. Í öðru lagi eru hlutar landslagsins sem flakkarar ná ekki til: kannski oddhvassur klettur eða brött hæð eða lægð. Væntanlega væri hægt að nota þyrlu til að lenda, gera hraða vísindarannsókn og jafnvel koma með steinsýni til baka sem flakkarinn gæti greint.

Kjarni málsins

Framtíð Marsflugsins opnaði á mánudaginn. Það verður enn ein uppgötvunarferðin á næsta áratug eða tveimur þar sem við fínstillum verkfræði og notkun Marsþyrlna.

Deildu Með Vinum Þínum: