ناسا برای اولینبار در بیش از ۳۰ سال برنامهای قطعی برای ارسال فرودگر یا مریخنورد جدید ندارد و تمرکز عملیاتیاش را به ناوگان هلیکوپترهای مریخ معطوف کرده است. مأموریت SkyFall قرار است مرزهای کاوش هوایی در سیاره سرخ را جابهجا کند و نقش محوری در استراتژی آینده کاوش مریخ ایفا نماید.
SkyFall و پیشرانش هستهای SR-1 Freedom
ناسا قصد دارد سه هلیکوپتر SkyFall را در برنامهای فشرده، احتمالاً از اواخر ۲۰۲۸، همراه با مأموریت Space Reactor-1 Freedom به مریخ بفرستد. مأموریت SR-1 Freedom که هزینه آن حدود ۲.۱ میلیارد دلار برآورد شده است، آزمایش پیشرانش الکتریکی هستهای در فضای عمیق را دنبال میکند و از ماژولی که پیشتر برای ایستگاه Gateway در نظر گرفته شده بود، بهعنوان سکوی آزمایشی بهره میبرد.
چرا هلیکوپترهای مریخ؟
دستاوردهای تجربه Ingenuity نشان داد هلیکوپترهای روتوری میتوانند به نقاط دشوار و هدفهای علمی دسترسی پیدا کنند؛ مناطقی که فرودگرها یا مریخنوردها قادر به رسیدن به آنها نیستند. Ingenuity پنج سال پیش نخستین پرواز روتوری روی جهانی دیگر را انجام داد و تا پیش از فرود تصادفی اوایل ۲۰۲۴، مجموعاً ۷۲ پرواز موفق ثبت کرد — بسیار فراتر از برنامه اولیه پنج پرواز.
تیم سازنده و تقسیم وظایف
آزمایشگاه پیمایش سیارهای ناسا (JPL) با شرکت AeroVironment همکاری میکند. AeroVironment قراردادی برای همطراحی و همساخت سه هلیکوپتر SkyFall دریافت کرده که تیم سازنده Ingenuity نیز جزئی از آن بود.
تقسیم وظایف:
- AeroVironment: سامانههای روتور، بدنه، سازه، یکپارچهسازی اویونیک و طراحی محفظههای حمل محمولههای علمی.
- JPL: توسعه سامانهٔ قدرت، الکترونیک، الگوریتمها و نرمافزار ناوبری، و رادار نفوذی به زمین برای جستوجوی یخ سطحی کمعمق.
ویژگیهای فنی SkyFall
SkyFall از طراحی Ingenuity مشتق شده اما بزرگتر و عملیاتیتر خواهد بود. جرم هر فروند حدود ۲.۵ کیلوگرم پیشبینی میشود در برابر ۱.۸ کیلوگرمِ Ingenuity، و روتورهای ارتقا یافته امکان حمل محمولههای سنگینتر را فراهم میکنند. برخلاف Ingenuity که برای ارتباط متکی به ایستگاه پایه روی مریخنورد Perseverance بود، SkyFall امکان ارسال و دریافت مستقیم از طریق مدارگردهای رله مخابراتی را خواهد داشت تا برد عملیاتی و استقلال مأموریت افزایش یابد.
قابلیتهای علمی و تکرارپذیری تولید
هر هلیکوپتر SkyFall مجموعهای از دوربینها و حسگرها را حمل خواهد کرد و JPL رادار نفوذی به زمین را برای کشف یخ کمعمق زیر سطح توسعه میدهد. این مجموعه ابزارها، SkyFall را از یک نمونه آزمایشی به یک پلتفرم علمی کاربردی تبدیل میکند.
ابزارها و مأموریتهای هدفپذیر:
- دوربینهای چندمنظوره برای نقشهبرداری و انتخاب اهداف نمونهبرداری.
- حسگرهای اندازهگیری شرایط محیطی و تابش.
- رادار نفوذی به زمین برای آشکارسازی لایههای یخ یا آب یخزده نزدیک سطح.
جف رودریان از AeroVironment میگوید هدف نشاندادن توانایی ساخت هلیکوپترهای مریخ "بهصورت خط تولید قابل تکرار" است؛ رویکردی که هزینه و زمان توسعه مأموریتهای بعدی را کاهش میدهد.
مخاطرات، هماهنگی و نیازمندیهای فنی
تمرکز بر هلیکوپترهای مریخ و پیشرانش هستهای موجب تغییر استراتژیک در برنامهریزی ناسا شده است: حرکت از مأموریتهای فرود سنگین به کاوشهای هوایی سریعتر، منعطفتر و دوربرد. این رویکرد مزیتهایی مانند دسترسی به مناطق دورافتاده و بازدهی علمی بالاتر دارد اما با ریسکهایی همراه است.
مهمترین مخاطرات و نیازها:
- وابستگی مأموریت به عملکرد یک ناوگان کوچک؛ هر خطا میتواند بازده کلی را کاهش دهد.
- نیاز به هماهنگی پیچیده با مدارگردهای مخابراتی برای رله دادهها.
- تأمین قابلیتهای پیشرانش هستهای و اطمینان از ایمنی و پایداری فناوری در فضا.
- آزمونهای زمینی گسترده برای اویونیک، یکپارچهسازی و مخابرات قبل از پرتاب.
نگاهی به آینده هلیکوپترهای مریخ
SkyFall و SR-1 Freedom میتوانند جهت مأموریتهای مریخی در دهه آینده را بازتعریف کنند. اگر هلیکوپترها بهصورت تکرارشونده تولید شوند و پیشرانش هستهای نیز عملکرد عملیاتی نشان دهد، ترکیب برد حرکتی بالا و توان پیشرانشی جدید افقهای تازهای برای کاوش، از جمله جستوجوی منابع یخی و پشتیبانی از مأموریتهای سرنشیندار، فراهم خواهد کرد.
