NASA’nın Jet Tahrik Laboratuvarı kısa bir süre önce gelecekteki Mars gezginlerinin yolunu bulmak için küçük bir drone helikopteri geliştirdiğini duyurdu. Mars gezginlerinin neden böyle bir robot rehbere ihtiyacı var? Cevap, Mars'ta sürüşün gerçekten zor olmasıdır.
Burada Dünya'da volkanik jantları keşfeden veya kurtarıcılara yardım eden robotlar bir kumanda kolu ile uzaktan kumanda ile sürülebilir. Bunun nedeni, radyo sinyallerinin robota neredeyse anında kontrol merkezinden ulaşmasıdır. Ay'da araç sürmek çok zor değil. Işık hızında yolculuk eden radyo sinyallerinin aya ve arkaya gidiş-dönüş yolculuğu yaklaşık iki buçuk saniye sürmektedir. Bu gecikme uzaktan kumandalı sürüşe ciddi şekilde müdahale edecek kadar uzun değildir. 1970'lerde Sovyet denetleyicileri Lunokhod ay gezginlerini bu şekilde sürdü ve 40 km'den fazla ay arazisini başarıyla keşfetti.
Mars'ta sürüş çok daha zor, çünkü çok daha uzakta. Dünyaya göre konumuna bağlı olarak, sinyallerin gidiş-dönüş yolculuğu için 8 ila 42 dakika sürebilir. Önceden programlanmış talimatlar, daha sonra kendi başına yürütülecek olan gezgine gönderilmelidir. Her Mars sürüşü saatlerce dikkatli planlama gerektirir. Gezginin navigasyon kameraları tarafından çekilen stereo görüntüler mühendisler tarafından dikkatle incelenir. Mars'ın etrafında dönen uzay aracı görüntüleri bazen ek bilgi sağlayabilir.
Bir gezici, yalnızca Dünya'dan gönderilen sürüş komutlarının bir listesini yürütmek üzere programlanabilir veya hızı ölçmek ve engelleri veya tehlikeleri kendi başına tespit etmek için navigasyon kameraları tarafından alınan ve yerleşik bilgisayarları tarafından işlenen görüntüleri kullanabilir. Hatta belirli bir hedefe kendi güvenli yolunu çizebilir. Yerdeki talimatlara dayalı sürücüler en hızlısıdır.
Mars Keşif Gezgini Ruhu ve Fırsatı bu şekilde bir saatte 124 metreye kadar gidebilir. Bu, bir Amerikan futbol sahasının uzunluğuna karşılık gelir. Ancak bu mod da en az güvenli olanıydı.
Gezici, kameralarıyla aktif olarak rehberlik ettiğinde, ilerleme daha güvenli, ancak gerekli tüm görüntü işleme nedeniyle çok daha yavaştır. Saatte 10 metre kadar ilerleyebilir, bu da gol çizgisinden bir Amerikan futbol sahasındaki 10 yarda çizgisine kadar olan mesafedir. Bu yöntem, gezici önünüzdeki rotayı net bir şekilde göremediğinde kullanılmalıdır, bu da engebeli ve engebeli araziden kaynaklanmaktadır.
2015'in başından itibaren, tek bir günde en çok merak edilen şey 144 metredir. Fırsatın en uzun günlük sürüşü, iki Amerikan futbol sahasının uzunluğu olan 224 metre idi.
Yer kontrolörleri ilerideki yolu daha iyi görebiliyorsa, gelecekteki bir gezginin bir günde çok daha güvenli bir şekilde sürmesine izin veren talimatlar tasarlayabilirler.
Drone helikopteri fikri burada devreye giriyor. Helikopter her gün gezici önünde uçabiliyordu. Havadan bakış noktasından yapılan görüntüler, bilimsel ilgi noktalarını belirlemek ve oraya ulaşmak için sürüş rotalarını planlamak için yer kontrolörleri için çok değerli olacaktır.
Mars'ta bir helikopterle uçmak özel zorluklar doğurur. Bir avantaj, Mars'ın yerçekiminin Dünya'nınkinden sadece% 38 kadar güçlü olması, böylece helikopterin Dünya'daki aynı kütleden biri kadar fazla kaldırma üretmesine gerek kalmamasıdır. Bir helikopterin pervane kanatları havayı aşağı doğru iterek asansör üretir. Mars'ta bunu yapmak Dünya'dan daha zordur, çünkü Mars atmosferi yüz kat daha incedir. Yeterli havayı değiştirmek için, pervane kanatlarının çok hızlı dönmesi veya çok büyük olması gerekir.
Helikopter, önceden talimatlar kullanarak, önceden belirlenmiş bir rota boyunca sabit uçuşu sürdürerek kendi başına uçabilmelidir. Kayalık Mars arazisine inmeli ve tekrar tekrar kalkmalıdır. Son olarak, sıcaklığın her gece 100 derece Fahrenheit veya daha düşük düştüğü Mars'ın sert koşullarında hayatta kalabilmesi gerekir.
JPL mühendisleri 1 kilogram kütleye sahip bir helikopter tasarladı; Merak gezgininin 900 kg kütlesinin küçük bir kısmı. Pervane kanatları, bıçak ucundan bıçak ucuna 1.1 metredir ve dakikada 3400 devirde dönebilir. Vücut yaklaşık bir doku kutusunun boyutundadır.
Helikopter güneş enerjisiyle çalışır, bir güneş hücresi diski her gün iki ila üç dakikalık bir uçuşa güç vermek ve geceleri aracı ısıtmak için yeterli gücü toplar. O zaman yaklaşık yarım kilometre uçabilir ve giderken zemin kontrolüne aktarım için görüntüleri toplayabilir. Mühendisler, drone helikopterlerinin topladığı keşif, bir gezginin sürüşlerini planlarken çok değerli olacağını ve bir günde gidilebilecek mesafeyi üç katına çıkaracağını umuyor.
Kaynaklar ve ilave okumalar:
Merak ve Fırsat'ın günlük sürüş mesafeleri hakkında bilgi için NASA Jet Propulsion Laboratuvarı Mark Maimone'a teşekkürler.
JJ Biesiadecki, P.C. Leger ve M.W. Maimone (2007), “Mars keşif gezenleri üzerinde yönlendirilmiş ve özerk sürüş arasındaki dengesizlikler”, Uluslararası Robotik Araştırma Dergisi, 26 (1), 91-104
E. Howell, Fırsat Mars gezgini 41 kilometreyi geçen 'Maraton Vadisi'ne doğru gidiyor, Space Magazine, Aralık 2014.
T. Reyes, İnanılmaz bir yolculuk, Mars Merak gezgini Sharp Dağı'nın tabanına ulaşır. Space Magazine, Eylül 2014.
Mars gezicileri için helikopter 'keşif kolu' olabilir. NASA Jet Sevk Laboratuvarı Basın açıklaması. 22 Ocak 2015.
Çılgın Mühendislik: Mars helikopteri. NASA Jet Tahrik Laboratuvarı videosu.
Merak - Mars Bilim Laboratuvarı, NASA.
Mars- Gelecek gezici planları. NASA
