سقوط هلیکوپتر «نبوغ» مریخ به درک ما از سیاره سرخ کمک می‌کند

این هواپیمای کوچک که در ۲۸ دی ۱۴۰۲ مأموریت اصلی خود را به پایان رساند، پس از نزدیک به سه سال خارق‌العاده پرواز در اتمسفر رقیق مریخ به عنوان یک شاهکار مهندسی، از بین رفت.

آخرین پرواز آن همزمان غم‌انگیز و شکوهمند بود: این هلیکوپتر قرار بود تنها پنج پرواز در مدت ۳۱ روز انجام دهد، اما موفق شد باورنکردنی ۷۲ پرواز را در سطح مریخ به سرانجام برساند.
داده‌های جمع‌آوری‌شده طی این پروازها اطلاعات زیادی درباره مریخ و چالش‌های مرتبط با کاوش انسانی در این سیاره ارائه کرد. اکنون مهندسان آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا (JPL) و شرکت دفاعی AeroVironment تحقیقات خود را درباره این حادثه تکمیل می‌کنند.

این تحقیق نیز هیجان‌انگیز است: اولین گزارش بررسی سقوط هواپیما در سیاره‌ای دیگر که فاصله آن از زمین چالش‌های منحصربه‌فردی را ایجاد کرد.
“هاوارد گریپ”، مهندس سایبرنتیک و ربات‌شناس JPL می‌گوید:
«وقتی از فاصله ۱۰۰ میلیون مایلی تحقیق در مورد یک سانحه را انجام می‌دهید، جعبه سیاه یا شاهد عینی ندارید.»
او افزود: «با وجود اینکه چندین سناریوی ممکن با داده‌های موجود قابل توجیه است، ما به سناریویی رسیده‌ایم که به احتمال زیاد درست است: نبود بافت سطحی کافی باعث شد سیستم ناوبری اطلاعات کافی برای کار نداشته باشد.»

پرواز هفتادودوم و پایانی نبوغ به‌طور عادی آغاز شد. قرار بود هلیکوپتر به‌آرامی از زمین بلند شود، مدتی در هوا معلق بماند، تعدادی عکس بگیرد و دوباره فرود آید – پروازی معمولی برای انجام یک مأموریت شناسایی و آزمایش سیستم‌ها.
بخش اول پرواز به‌خوبی پیش رفت. نبوغ روتورهای خود را روشن کرد، از زمین بلند شد، و حدود ۲۰ ثانیه در ارتفاع ۱۲ متری (۴۰ فوتی) معلق ماند و چند عکس گرفت.

مشکل در هنگام فرود آغاز شد، اما دقیقاً مشخص نیست چگونه. تقریباً در فاصله یک متری از سطح زمین، ارتباط نبوغ با کاوشگر «پشتکار» – که نقش ایستگاه ارتباطی با زمین را دارد – قطع شد.
تصاویری که پس از بازگشت ارتباط دریافت شدند، نشان دادند که نبوغ روی زمین افتاده و روتورهای آن به‌شدت آسیب دیده‌اند.

پس از بررسی تمام شواهد موجود، مهندسان روی زمین معتقدند که علت اصلی حادثه را پیدا کرده‌اند.

برای ناوبری دقیق، هلیکوپتر مجهز به دوربینی بود که با سرعت ۳۰ فریم در ثانیه از سطح مریخ عکس می‌گرفت.
سیستم ناوبری با استفاده از زمان ثبت هر تصویر، آن را با آنچه دوربین باید می‌دید مقایسه می‌کرد. اگر تطابق وجود نداشت، هلیکوپتر موقعیت، سرعت، و زاویه خود را تنظیم می‌کرد.

برای این کار، دوربین باید ویژگی‌هایی مانند سنگ‌ریزه‌ها یا سنگ‌ها را در سطح مریخ شناسایی می‌کرد (که در مریخ سنگ‌های زیادی وجود دارد). اما در پرواز هفتادودوم، نبوغ در منطقه‌ای شنی از دهانه «جزرو» که فاقد ویژگی‌های سطحی کافی بود، بلند شد.

همان‌طور که در اردیبهشت ۱۴۰۰ نیز دیدیم، وقتی دوربین نتوانست این وظیفه را به‌خوبی انجام دهد، نبوغ کنترل خود را از دست داد. در آن زمان، توانست خود را بازیابی کند. اما در دی ۱۴۰۲، دوربین نتوانست ویژگی‌های سطحی را ردیابی کند و نبوغ نتوانست سرعت فرود خود را تنظیم کند. این امر باعث شد که با سرعت بیشتری از حد معمول به زمین برخورد کند.

طبق بازسازی ناسا، برخورد سخت باعث شد هلیکوپتر کج و چرخش کند و فشار زیادی به هر چهار روتور وارد شود، به‌طوری‌که تیغه‌ها در ضعیف‌ترین نقطه خود – حدود یک‌سوم طول از نوک تیغه – شکسته شدند. این آسیب باعث ایجاد لرزش در سیستم روتورها شد و یکی از تیغه‌ها به‌طور کامل جدا شد. این امر باعث بارگذاری بیش از حد بر تجهیزات الکترونیکی شد و ارتباط قطع گردید.

این هلیکوپتر کوچک دیگر پرواز نخواهد کرد. اما سایر ابزارهای آن همچنان عملیاتی هستند، به این معنا که همچنان داده‌هایی درباره آب‌وهوا در مریخ و تجهیزات خود به ما می‌رساند. این داده‌ها به برنامه‌ریزی اکتشافات آینده مریخ کمک خواهند کرد.

«از آنجا که نبوغ با هدف اقتصادی طراحی شد و نیاز به توان پردازشی بالایی داشت، ما اولین مأموریتی بودیم که پردازنده‌های تجاری رایج را در اعماق فضا به کار بردیم.» تدی تزانِتوس، مهندس JPL، می‌گوید:
«اکنون به چهارمین سال عملیات مداوم نزدیک می‌شویم که نشان می‌دهد همه‌چیز لازم نیست بزرگ‌تر، سنگین‌تر، یا مقاوم‌تر در برابر تشعشع باشد تا در محیط سخت مریخ کار کند.»

گزارش فنی سقوط طی هفته‌های آینده منتشر خواهد شد.