گروهی از پژوهشگران هنگام بررسی مأموریت سطحنورد وایپر ناسا متوجه شدند که دادههای حاصل از آزمایشهای میدانی این سازمان با نتایج شبیهسازیهای پیشرفتهای که خودشان طراحی کرده بودند، اختلاف چشمگیری دارد.
با اینکه در طول تاریخ، فرود بسیاری از فضاپیماها با موفقیت انجام شده، سطحنوردهایی که برای فرود بر سطح ماه ارسال میشوند، اغلب در مرحله نهایی مأموریت با شکست مواجه میشوند. همچنین مریخنورد «اسپیریت» نیز پس از گرفتار شدن در شنهای نرم مریخ، توان حرکت خود را بهطور کامل از دست داد.
مطالعهای تازه نشان میدهد که شاید شکست مأموریتهای سطحنشین و سطحنورد، ریشهای مشترک داشته باشد: دانش فعلی انسان از فیزیک سطح اجرام منظومه شمسی و پیچیدگیهای آنها هنوز کامل و دقیق نیست.
در طراحی مأموریتهای فرود بر سیارات یا قمرها، سازمانهای فضایی تلاش میکنند تا محیطهایی مشابه با آن فضاها را روی زمین بازسازی کنند. برای نمونه، ناسا از محل آزمایشی «مارس یارد» در آزمایشگاه JPL استفاده میکند تا شرایط سطح مریخ را شبیهسازی کرده و کاوشگرهای خود را مورد ارزیابی قرار دهد.
برایان مارتین، مدیر نرمافزارهای پرواز و آزمایشگاههای JPL، درباره یکی از آزمایشها بیان میکند: «آیا سنگها با شکلها و ابعاد مختلف در میدان دید سطحنورد میتوانند تبدیل به مانع شوند یا نه؟» او ادامه میدهد: «ما موارد زیادی را آزمایش میکنیم تا متوجه شویم باید از چه چیزهایی دوری کنیم. آنچه روی زمین با موفقیت تجربه کردهایم، به برنامهریزی دقیق مسیرهای مریخنوردها کمک شایانی کرده. روش ما در آزمایشهای زمینی، مؤثر و قابلاعتماد است.»
برای درک بهتر رفتار سطحنوردها روی مریخ، دانشمندان جرم نمونههای آزمایشی را کاهش دادهاند تا شرایط گرانشی ضعیفتر این سیاره را بازسازی کنند. هرچند این روش منطقی به نظر میرسد، مقالهای جدید هشدار میدهد که این آزمایشها ممکن است نتایجی «بیشازحد خوشبینانه» تولید کنند.
در این مقاله اشاره شده که جرم مریخنورد کیوراسیتی از ۹۰۷ کیلوگرم به ۳۴۰ کیلوگرم کاهش یافته بود تا فشار وارد بر سطح، مشابه آنچه در مریخ تجربه میشود، گردد. اما بهدلیل گرانش قویتر زمین، ذرات خاک در بیابان موهاوی کالیفرنیا نسبت به خاک مریخ مقاومت بیشتری نشان میدهند و بدون شکست، تنش بیشتری را تحمل میکنند. این امر موجب میشود که عملکرد مریخنورد در این آزمایشها بهتر از واقعیت تخمین زده شود.
بنابراین، کاهش جرم سطحنورد به تنهایی کافی نیست؛ بلکه باید جنس خاک نیز متناسب با شرایط گرانشی اجرام هدف همچون ماه، مریخ یا سیارکها تغییر کند تا شبیهسازی دقیقتری حاصل شود.
نتایج این تحقیق نشان میدهد که سازمانهایی مثل ناسا و آژانس فضایی چین بیشتر بر تأثیر گرانش ضعیف بر عملکرد سطحنوردها تمرکز کردهاند، و از تأثیر گرانش پایینتر بر رفتار خاک، شن و گرد و غبار سیارهای غفلت کردهاند.
