Γνωρίστε το Ingenuity: Το ελικόπτερο υψηλής τεχνολογίας που έχει σχεδιαστεί για να πετάει στον Άρη

Όταν η NASA εκτοξεύσει το ρόβερ Perseverance στο ταξίδι του στον Άρη αυτή την εβδομάδα, θα έχει έναν σύντροφο κολλημένο δίπλα του στο Κώνος μύτης του πυραύλου Atlas V: Ένα ελικόπτερο που ονομάζεται Ingenuity, το οποίο πρόκειται να γίνει το πρώτο στροφείο που θα πετάξει ποτέ με άλλο πλανήτης. Αυτό το πειραματικό ελικόπτερο θα μπορούσε να ανοίξει ένα εντελώς νέο πεδίο εξερεύνησης του Άρη καθώς ερευνά τον πλανήτη από τον αέρα.

Αλλά αν νομίζετε ότι είναι δύσκολο να σχεδιάσετε ένα όχημα εδάφους για ελιγμούς γύρω από έναν πλανήτη εκατοντάδες εκατομμύρια μίλια μακριά, φανταστείτε να προσπαθείτε να σχεδιάσει ένα ελικόπτερο που μπορεί να πετάξει σε μια ατμόσφαιρα τόσο λεπτή που μόλις και μετά βίας είναι εκεί, σε χαμηλές θερμοκρασίες, κατά την πλοήγηση αυτόνομα.

Μιλήσαμε με έναν επικεφαλής μηχανικό και έναν ανώτερο επιστήμονα στο έργο Ingenuity στο Jet Propulsion Lab της NASA για να μάθουμε πώς το έκαναν και πώς μπορεί να μοιάζει το μέλλον της εξερεύνησης του Άρη.

Μια πρωτόγνωρη πρόκληση

Η κατασκευή ενός ελικοπτέρου που μπορεί να πετάξει σε άλλο πλανήτη συνοδεύεται από πολλές προκλήσεις, η πιο πιεστική από τις οποίες είναι πώς να κάνετε κάτι να μείνει στον αέρα όταν η ατμόσφαιρα είναι τόσο αραιή. Η ατμόσφαιρα του Άρη είναι μόνο περίπου το 1% της πυκνότητας της ατμόσφαιρας στη Γη, που ισοδυναμεί με το να βρίσκεται σε υψόμετρο 100.000 ποδιών. Για να δείξουμε πόσο δύσκολη είναι η πτήση, το ρεκόρ υψομέτρου για πτήση με ελικόπτερο στη Γη είναι λίγο πάνω από 40.000 πόδια.

Τα ελικόπτερα λειτουργούν μετακινώντας τον αέρα πολύ γρήγορα χρησιμοποιώντας περιστρεφόμενες λεπίδες, οι οποίες σπρώχνουν τον αέρα προς τα κάτω και δημιουργούν ανύψωση. Αλλά στον Άρη, ο λεπτός αέρας προσφέρει πολύ μικρή ανύψωση, ακόμη και όταν κινείται με λεπίδες. Αν και οι σχεδιαστές έλαβαν κάποια βοήθεια από το γεγονός ότι η βαρύτητα είναι χαμηλότερη στον Άρη, σε λίγο περισσότερο από το ένα τρίτο της δύναμης της βαρύτητας στον Γη, υπήρχε ακόμα το σημαντικό πρόβλημα της κατασκευής ενός σκάφους που θα μπορούσε να στηριχθεί μόνο με μια λεπτή ατμόσφαιρα για να λειτουργήσει με.

«Η λύση σε αυτό το πρόβλημα είναι η χαμηλή μάζα», είπε ο Josh Ravich, επικεφαλής μηχανολόγος μηχανικός της Ingenuity, στην Digital Trends, «η οποία ήταν η συνολικά η πιο δύσκολη πρόκληση ολόκληρης της αποστολής, να κρατήσει τη μάζα χαμηλά». Ολόκληρο το ελικόπτερο έπρεπε να ζυγίζει λιγότερο από 4 κιλά (1,8 κιλά) που απαιτούσε τη χρήση προσεκτικά επιλεγμένων υλικών και το κύριο πλαίσιο είναι πολύ μικρό, καθώς είναι ένας κύβος 14 cm (5,5 ίντσες) σε μέγεθος.

Και το ζήτημα του βάρους έθεσε περιορισμούς και σε άλλες πτυχές της τέχνης: «Πρέπει να ισορροπήσουμε ανάμεσα στο πώς πολλή δύναμη που μπορείτε να μεταφέρετε με τη μορφή μπαταριών για τη λειτουργία του οχήματος και πόσο μεγάλες μπορεί να είναι οι λεπίδες σας», Ravich είπε. Οι μπαταρίες χρειάζονται καθώς η ενέργεια συλλέγεται χρησιμοποιώντας ένα ηλιακό πάνελ στο πάνω μέρος του οχήματος που του επιτρέπει να φορτίζει αυτόνομα.

Οι λεπίδες του ελικοπτέρου πρέπει να είναι μεγάλες - έχουν άνοιγμα λίγο λιγότερο από 4 πόδια (1,2 μέτρα) - για να παρέχουν επαρκή ανύψωση για να πετάξει το όχημα. Για να φτιάξει λεπίδες που ήταν και αρκετά μεγάλες και αρκετά ελαφριές, η ομάδα χρησιμοποίησε νέα υλικά, συμπεριλαμβανομένων σύνθετων υλικών παρόμοια με τις ίνες άνθρακα. Υπάρχουν τέσσερις λεπίδες συνολικά, διατεταγμένες σε δύο ρότορες, καθένας από τους οποίους περιστρέφεται με έως και 2.400 rpm, πολύ πιο γρήγορα από την ταχύτητα περίπου 500 rpm που είναι τυπική των λεπίδων ελικοπτέρων στη Γη.

Το πρόβλημα του κρύου

Ένα άλλο ζήτημα που χρειαζόταν καινοτομίες υλικών ήταν το πρόβλημα της θερμοκρασίας της επιφάνειας, η οποία μπορεί να πέσει έως και μείον 100 βαθμούς Φαρενάιτ τη νύχτα. Όταν είναι τόσο κρύο, τα ηλεκτρονικά συστήματα δεν λειτουργούν αξιόπιστα και το όχημα πρέπει να χρησιμοποιεί πολύτιμη ισχύ για να παραμείνει ζεστό. Έτσι, η ομάδα Ingenuity βρήκε μια λύση χρησιμοποιώντας λεπτά στρώματα μόνωσης γύρω από τα ευαίσθητα ηλεκτρονικά εξαρτήματα του οχήματος.

"Κανονικά θα το έλυνες αυτό βάζοντας πολύ παχιά μόνωση εκεί μέσα, ωστόσο, η μόνωση είναι αρκετά βαριά", είπε ο Ravich. «Έτσι καταλήξαμε να χρησιμοποιούμε μέρος της ίδιας της ατμόσφαιρας, όπως ακριβώς μια πάπια ή μια χήνα θα είχαν ένα στρώμα μόνωσης κάτω από τα φτερά τους, χρησιμοποιούμε το αέριο από την ατμόσφαιρα του Άρη. Εάν χρησιμοποιείτε αρκετές λεπτές θερμικές κουβέρτες, μπορείτε να αποκτήσετε λίγη μόνωση.»

Ένα τελευταίο περίπλοκο ζήτημα που προκαλείται από το κρύο είναι το πρόβλημα του τρόπου με τον οποίο αντιδρούν τα υγραντικά υλικά σε χαμηλές θερμοκρασίες. «Τα περισσότερα ελικόπτερα στη Γη έχουν φυσικούς ελαστικούς αποσβεστήρες που ανυψώνουν το βάρος που έρχεται στο κεντρικό κέντρο του ελικοπτέρου», είπε. Αυτοί οι αποσβεστήρες απορροφούν τους σημαντικούς κραδασμούς που προκαλούνται από την περιστροφή των λεπίδων με πολύ υψηλές ταχύτητες. «Αλλά αυτά δεν λειτουργούν τόσο καλά στις θερμοκρασίες του Άρη, οπότε έπρεπε να κάνουμε πολύ σχεδιασμό για να λειτουργήσει ως πιο άκαμπτο σύστημα».

Ένας αυτόνομος εξερευνητής

Δεν είναι δυνατό να πετάξετε απευθείας το ελικόπτερο από τη Γη λόγω της καθυστέρησης επικοινωνίας πολλών λεπτών μεταξύ εδώ και του Άρη. Αντίθετα, το Ingenuity θα είναι ως επί το πλείστον αυτόνομο, χρησιμοποιώντας τους αισθητήρες του για να ανιχνεύει το περιβάλλον γύρω του και να κινείται ανάλογα.

Για αυτήν την εργασία, θα χρησιμοποιήσει ενσωματωμένα όργανα όπως μια κάμερα πλοήγησης, ένα υψόμετρο λέιζερ και ένα πακέτο γυροσκόπιου επιταχυνσιομέτρου που ονομάζεται μονάδα μέτρησης αδράνειας (IMU). Χρησιμοποιώντας αυτά τα εργαλεία, το σκάφος μπορεί να βρει πού κατευθύνεται και πόσο μακριά βρίσκεται από το έδαφος. Μπορεί ακόμη και να κάνει κάποια ανίχνευση κινδύνου για να αποφύγει πιθανά εμπόδια στο πέρασμά του.

Αυτό σημαίνει ότι οι τεχνικοί στο έδαφος δίνουν στο σκάφος ένα σχέδιο πτήσης και στη συνέχεια το Ingenuity μπορεί να το εκτελέσει, όπως εξήγησε ο Ravich: «Ο τρόπος που πετάμε το ελικόπτερο είναι ότι εμείς εισαγάγετε ένα σχέδιο πτήσης, βασικά μια διαδρομή πτήσης, λέγοντας «περιστρέψτε τις λεπίδες για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα, πέτα προς εδώ, γυρίστε γύρω, πέταξε εδώ»… και μετά το Ingenuity κάνει αυτή τη σειρά με εαυτό."

Το ελικόπτερο πρέπει να παραμένει εντός εμβέλειας επικοινωνίας με το ρόβερ, το οποίο είναι περίπου ένα χιλιόμετρο, και ιδανικά θα πρέπει να έχει άμεση οπτική επαφή. Αλλά πέρα ​​από αυτό, το Ingenuity μπορεί να λειτουργεί ανεξάρτητα και μπορεί να φορτίζει, να απογειώνεται και να προσγειώνεται χωρίς καμία υποστήριξη από το rover. Το σχέδιο είναι το ελικόπτερο να αντιμετωπίζει μία πρόκληση τη φορά, για να δει πόσο ικανό είναι να κάνει ελιγμούς γύρω από τον πλανήτη.

«Θα πραγματοποιήσουμε μια σειρά από όλο και πιο περίπλοκες αποστολές», είπε ο Ράβιτς. «Ονομαστικά, η αποστολή είναι μία έως τρεις πτήσεις, αλλά θα μπορούσε να είναι έως και πέντε πτήσεις ανάλογα με το πώς πάνε τα πράγματα… Κάθε πτήση θα είναι λίγο πιο περίπλοκη. Το πρώτο, θα σηκωθούμε, θα αιωρούμαστε γύρω, θα προσγειωθούμε. Το δεύτερο μπορεί να σηκωθεί, να γυρίσει, ίσως να μετακινηθεί λίγο, μετά να επιστρέψει και να προσγειωθεί. Προς το τέλος, αν τα πράγματα πάνε καλά, μπορεί να αποφασίσουν να σηκωθούν, να πετάξουν από αυτόν τον τρόπο και να βρουν ένα νέο σημείο προσγείωσης και να το κρατήσουν ως την επόμενη βάση των επιχειρήσεων».

Απόδειξη της έννοιας

Το Ingenuity δεν προορίζεται ως επιστημονική αποστολή, επομένως δεν θα συλλέγει επιστημονικά δεδομένα — αν και οι ειδικοί ελπίζουν ότι θα μπορέσουν να χρησιμοποιήσουν ορισμένα από τα δεδομένα που συλλέγει. Ο στόχος της αποστολής είναι να αποδείξει ότι είναι τεχνολογικά εφικτό να πετάξει ένα ρότορα σε άλλο πλανήτη και να συλλέξει δεδομένα μηχανικής για να βοηθήσει στο σχεδιασμό μελλοντικών ελικοπτέρων του Άρη.

Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει κάποιος βαθμός ευελιξίας στον τρόπο με τον οποίο μπορεί να κινηθεί το σκάφος, καθώς δεν χρειάζεται να ελίσσεται σε μια ακριβή θέση στην επιφάνεια. Το σκάφος πιθανότατα θα παραμείνει σε απόσταση λίγων εκατοντάδων μέτρων από το ρόβερ Perseverance, ώστε να μπορεί να τοποθετηθεί σε σχέση με αυτό. «Σε κάποιο βαθμό, δεν νομίζω ότι έχει μεγάλη σημασία το πόσο ακριβείς είμαστε καθώς πετάμε – το ελικόπτερο θα ξέρει ακριβώς πού νομίζει ότι είναι», είπε ο Ράβιτς. «Από ένα υψηλότερο επίπεδο, δεν έχει μεγάλη σημασία αν είναι 10 πόδια προς τα εκεί ή 10 πόδια από εκεί όταν προσγειώνεται - αρκεί να προσγειωθεί με ασφάλεια».

Βοήθεια από τον αέρα

Εάν η ιδέα Ingenuity λειτουργήσει στην πράξη όπως αναμενόταν, τα ελικόπτερα θα μπορούσαν να προσφέρουν ανεκτίμητη αξία βοήθεια σε μελλοντικές αποστολές ρόβερ, λήψη εικόνων της επιφάνειας και κάνοντας την εξερεύνηση ταχύτερη και περισσότερο ακριβής.

Ο Ματ Γκολόμπεκ, ένας βετεράνος στις επιστημονικές αποστολές του Άρη που ειδικεύεται στην επιλογή θέσεων προσγείωσης στον Άρη και ο οποίος ήταν ο κύριος ερευνητής για την πρώτη πρόταση για το ελικόπτερο Mars, εξήγησε στο Digital Trends πώς τα ελικόπτερα θα μπορούσαν να είναι ωφέλιμα για μελλοντική εξερεύνηση επιχειρήσεις.

Συμπλήρωση του κενού επίλυσης

Ένα από τα πιο πολύτιμα καθήκοντα που θα μπορούσαν να εκτελέσουν οι μελλοντικές αποστολές ελικοπτέρων θα ήταν η λήψη φωτογραφιών υψηλής ανάλυσης για να συμπληρώσουν αυτό που είναι γνωστό ως «κενό ανάλυσης» των εικόνων της επιφάνειας του Άρη. Αυτό αναφέρεται στη «διαφορά μεταξύ των εικόνων υψηλότερης ανάλυσης που έχουμε από τροχιά, οι οποίες είναι περίπου 25 εκατοστά (περίπου 10 ίντσες) ανά pixel και ονομάζονται Εικόνες HiRISE, σε σύγκριση με αυτό που μπορείτε να δείτε στο έδαφος σε προηγούμενες αποστολές με rover, όπου η ανάλυσή μας είναι κάτι πιο κοντά στα 3 εκατοστά ανά pixel», είπε ο Golombek. «Αυτό είναι περίπου μια τάξη μεγέθους».

Αν και οι εικόνες υψηλής ευκρίνειας της επιφάνειας του πλανήτη που λαμβάνονται με το όργανο HiRISE είναι απίστευτα λεπτομερείς, δεδομένου ότι έχουν ληφθεί από τροχιά, δεν είναι αρκετά λεπτομερείς για να δείξουν δομικά χαρακτηριστικά της γης, όπως προεξοχές, ή για τον εντοπισμό περιοχών επιστημονικού ενδιαφέροντος, όπως συγκεκριμένα πετρώματα για ρόβερ επίσκεψη. Έτσι, τα ρόβερ πρέπει να εξερευνήσουν την περιοχή στην οποία προσγειώνονται για να βρουν βράχους ή άλλα χαρακτηριστικά που είναι επιστημονικά ενδιαφέροντα να διερευνηθούν.

Ένα ελικόπτερο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως ανιχνευτής για αποστολές ρόβερ, λαμβάνοντας εικόνες που είναι πιο λεπτομερείς από αυτές που είναι δυνατές από την τροχιά. Αυτές οι εικόνες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό περιοχών ιδιαίτερου επιστημονικού ενδιαφέροντος, ώστε η ομάδα να μπορεί να στείλει το rover απευθείας στους πιο πολύτιμους στόχους για έρευνα.

Επέκταση των περιοχών κάλυψης των ρόβερ

Ένα πράγμα που μπορεί να μην συνειδητοποιήσετε σχετικά με τις αποστολές ρόβερ στον Άρη είναι πόσο μικρή περιοχή καλύπτει κάθε ρόβερ, καθώς έχουν περιορισμένη ισχύ για να λειτουργήσουν και κάθε κίνηση που κάνουν πρέπει να σχεδιάζεται προσεκτικά. Το Perseverance, για παράδειγμα, θα καλύψει από 3 έως 12 μίλια (5 και 20 χιλιόμετρα) την κύρια αποστολή του. Και το πιο απομακρυσμένο ρόβερ του πλανήτη, το Opportunity, κάλυψε απίστευτα 28 μίλια (45 χιλιόμετρα) κατά τη διάρκεια της 14χρονης ζωής του. Όσο εντυπωσιακό κι αν είναι αυτό για ένα rover που εξερευνά έναν μακρινό πλανήτη, αυτές οι αποστάσεις αντιπροσωπεύουν μόνο ένα κλάσμα της συνολικής επιφάνειας του Άρη.

Ένα ρόβερ μπορεί να χρειαστεί εβδομάδες για να διανύσει ένα χιλιόμετρο, για παράδειγμα. Ενώ το Ingenuity θα μπορούσε να ταξιδέψει έως και ένα χιλιόμετρο σε μόλις 90 δευτερόλεπτα, αν και η ομάδα δεν σκοπεύει να εκτελέσει το ελικόπτερο με τόσο γρήγορες ταχύτητες στην πρώτη του αποστολή. Όμως τα μελλοντικά ελικόπτερα θα μπορούσαν να εξερευνήσουν μια πολύ μεγαλύτερη περιοχή του πλανήτη και οι εικόνες που θα τραβήξουν θα ήταν ανεκτίμητες για να βάλουν τα ευρήματα των ρόβερ σε ένα ευρύτερο πλαίσιο. Τέτοιες εικόνες θα βοηθούσαν τους επιστήμονες να κατανοήσουν την παγκόσμια γεωλογία του πλανήτη και να τους πουν εάν οι περιοχές που μελετήθηκαν από το rover είναι αντιπροσωπευτικές του ευρύτερου αρειανού περιβάλλοντος.

Το ελικόπτερο θα μπορούσε επίσης να συμβάλει στην επέκταση της περιοχής έρευνας μειώνοντας σημαντικά τον χρόνο που χρειάζεται για να πλοηγηθούν τα ρόβερ στην επιφάνεια. Επί του παρόντος, οι διαδρομές οδήγησης ρόβερ καθορίζονται χρησιμοποιώντας τις διαθέσιμες εικόνες υψηλότερης ανάλυσης, αλλά αυτές οι εικόνες δεν δείχνουν πάντα εμπόδια ή κινδύνους, έτσι ώστε οι οδηγοί να πρέπει να πλοηγούνται αργά και προσεκτικά.

«Τυπικά, τα μέγιστα ρόβερ που οδηγούν σε μια μέρα είναι 60 έως 100 μέτρα», είπε ο Golombek. «Αλλά αν είχατε αυτές τις πληροφορίες υψηλής ανάλυσης, θα σας έλεγαν συγκεκριμένα πού είναι η ασφαλής οδήγηση Τα μονοπάτια ήταν, μπορούσες να διπλασιάσεις ή να τριπλασιάσεις τόσο εύκολα, και έτσι να φτάσεις στον προορισμό σου πολύ πιο γρήγορα».

Εύρεση σημείου προσγείωσης

Ωστόσο, για να μπορέσει ένα rover να εξερευνήσει, πρέπει να προσγειωθεί. Και η διαδικασία επιλογής τοποθεσίας προσγείωσης θα μπορούσε επίσης να επωφεληθεί από εναέρια υποστήριξη.

«Η επιλογή τοποθεσίας προσγείωσης είναι ένας συνδυασμός χαρακτηρισμού του πόσο ασφαλής είναι η επιφάνεια για να προσγειωθεί με το διαστημόπλοιο που έχετε σχεδιάσει και κατασκευάσει — στους προσγειωμένους δεν αρέσει να έχουν μεγάλους βράχους από κάτω τους που θα μπορούσαν να τους κολλήσουν ή να τους ανατρέψουν, οι απότομες πλαγιές γενικά δεν είναι καλό και περιοχές που είναι πολύ χνουδωτές στις οποίες μπορεί να βυθιστείτε είναι κακές επιλογές — επομένως υπάρχει μια ολόκληρη σειρά από αυτό που ονομάζουμε μηχανικούς περιορισμούς.» είπε ο Γκολόμπεκ.

Αυτοί οι μηχανικοί περιορισμοί περιπλέκονται επίσης από τη λεπτή ατμόσφαιρα του Άρη, καθώς αυτό καθιστά πιο δύσκολο για τα οχήματα να επιβραδύνουν τον εαυτό τους χρησιμοποιώντας αλεξίπτωτα καθώς έρχονται για προσγείωση. Επομένως, η ομάδα πρέπει να εξετάσει το υψόμετρο ενός σημείου προσγείωσης, για να διασφαλίσει ότι το όχημα μπορεί να προσγειωθεί εκεί με ασφάλεια.

«Και τότε έχετε επιστημονικούς στόχους, οι οποίοι βασίζονται στο ωφέλιμο φορτίο που μεταφέρετε και στο επιστημονικοί στόχοι της αποστολής — τα πράγματα που θέλετε να μάθετε και να μάθετε για τον Άρη», είπε επί. «Και πρέπει να ζυγίσετε όλα αυτά μαζί για να βρείτε ένα μέρος [για να προσγειωθείτε] που είναι και ασφαλές και επίσης επιστημονικά ενδιαφέρον για τη συγκεκριμένη αποστολή».

Οι άνθρωποι που επιλέγουν τοποθεσίες προσγείωσης, όπως το Golombek, βασίζονται σε μεγάλο βαθμό σε εικόνες που λαμβάνονται από τροχιά για να βρουν παζλ ποιες τοποθεσίες θα πληρούν αυτά τα κριτήρια. Και η μικρότερη απόκλιση από το αναμενόμενο μπορεί να προκαλέσει προβλήματα, όπως αυτά που αντιμετωπίζει το προσεδάφιο InSight που προσγειώθηκε στον Άρη το 2018. Η ομάδα του InSight κατάφερε να βρει μια τοποθεσία που ήταν κατάλληλα επίπεδη και απαλλαγμένη από βράχους και οι προβλέψεις της σχετικά με τα υλικά που συνθέτουν την επιφάνεια ήταν απολύτως ακριβείς. Ωστόσο, το έδαφος κάτω από την επιφάνεια του σημείου που κάθεται το σκάφος αποδείχθηκε ότι ήταν ελαφρώς διαφορετικό από το αναμενόμενο, αφού συμπιέστηκε σε ένα πιο σκληρό υλικό που ονομάζεται σκληρόδερμα. Και αυτό έχει δημιουργήσει πολλά προβλήματα στην προσπάθεια θάψτε τον αισθητήρα θερμότητας του προσεδάφισης κάτω από την επιφάνεια.

«Υπάρχει πάντα ασάφεια στα τροχιακά δεδομένα που χρησιμοποιείτε για να συμπεράνουμε τι είναι πραγματικά κάτω στην επιφάνεια», είπε ο Golombek. «Γενικά, για την επιλογή τοποθεσίας προσγείωσης, ήμασταν πολύ καλοί στη μέτρηση και τον χαρακτηρισμό των μηχανικών περιορισμών – του βράχου η αφθονία και οι πλαγιές και ούτω καθεξής — κυρίως επειδή οι εικόνες HiRISE έχουν αρκετά υψηλή ανάλυση για να δείτε μεγάλους βράχους και να μετρήσετε πλαγιές. Αλλά ήμασταν λίγο λιγότερο ακριβείς στο να κατανοήσουμε αυτό που θα ονόμαζα γεωλογικό περιβάλλον. Δηλαδή πώς δημιουργήθηκε εκείνη η περιοχή, ποιες ήταν οι κύριες γεωλογικές δυνάμεις που τη διαμόρφωσαν. Αυτό ήταν πιο σκληρό».

Καθώς οι εικόνες που λαμβάνονται από την τροχιά έχουν περιορισμένη ανάλυση, είναι δύσκολο να δούμε τα είδη των λεπτομερειών που απαιτούνται για τον ακριβέστερο προσδιορισμό στόχων επιστημονικού ενδιαφέροντος, όπως συγκεκριμένα ιζηματογενή βράχους. Η ύπαρξη εικόνων πολύ υψηλότερης ανάλυσης όπως αυτές που θα μπορούσαν να τραβήξουν ελικόπτερο θα ήταν ανεκτίμητη επιλέγοντας σημεία προσγείωσης που ήταν και ασφαλή για τα οχήματα και μεγιστοποιούσαν τις πιθανότητες να γίνουν σημαντικές επιστημονικές ευρήματα.

Τα ελικόπτερα θα μπορούσαν να μεταφέρουν ακόμη και διάφορα είδη οργάνων, όπως ραντάρ διείσδυσης στο έδαφος, τα οποία θα μπορούσαν να ενημερώσουν τους επιστήμονες απευθείας για το τι κρύβεται κάτω από την επιφάνεια του Άρη.

Σχετίζεται με:Ραντάρ εδάφους για σκυρόδεμα

Κυνήγι της ζωής από ψηλά

Ωστόσο, τα ελικόπτερα θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για κάτι περισσότερο από την απλή υποστήριξη άλλων αποστολών. Ένα τέτοιο μηχάνημα θα μπορούσε ενδεχομένως να εξοπλιστεί με οποιονδήποτε τύπο κάμερας, όπως όργανα ραντάρ, υπέρυθρες ή θερμικής απεικόνισης που μπορούν να αποκαλύψουν τη σύνθεση και την ορυκτολογία του εδάφους του Άρη.

Αυτό είναι σημαντικό καθώς αυτά τα εργαλεία μπορούν να αναγνωρίσουν ορισμένα ορυκτά, όπως ο άργιλος, τα οποία σχηματίζονται όταν υπάρχει νερό. Οι περιοχές με υψηλή πυκνότητα αυτών των ορυκτών αργίλου αποτελούν βασικούς στόχους για έρευνα σχετικά με το εάν υπάρχουν μπορεί κάποτε να ήταν ζωή στον Άρη.

Μερικοί από τους πιο ενδιαφέροντες στόχους για την έρευνα των επιστημόνων είναι οι σχισμές ή οι απότομοι βράχοι που σχηματίζονται από τη διάβρωση, επειδή αποκαλύπτουν τα στρώματα βράχου που στρώθηκαν με την πάροδο του χρόνου. Κοιτάζοντας αυτά τα στρώματα είναι σαν να κοιτάμε πίσω στην ιστορία του Άρη. Ωστόσο, επειδή είναι απότομες και βραχώδεις, αυτές οι περιοχές είναι δύσκολο να τις εξερευνήσουν τα ρόβερ και πρέπει να προχωρήσουν πολύ προσεκτικά. Το ρόβερ Opportunity, για παράδειγμα, πέρασε έναν ολόκληρο χρόνο οδηγώντας προσεκτικά στην άκρη ενός τέτοιου γκρεμού για να το απεικονίσει, ενώ «αυτές οι εικόνες θα μπορούσαν να είχαν αποκτηθεί σε λίγες μέρες από ένα ελικόπτερο», ο Golombek είπε.

Όταν ρωτήθηκε αν υπήρχε μια συγκεκριμένη τοποθεσία στον Άρη που θα ήθελε προσωπικά να εξερευνήσει με ελικόπτερα, ο Golombek γέλασε. «Υπάρχουν εκατοντάδες – χιλιάδες!» αυτός είπε. «Η επιφάνεια του Άρη είναι παρόμοια με την εκτεθειμένη επιφάνεια πάνω από το νερό της Γης. Σκεφτείτε τις διαφορές μεταξύ του Grand Canyon και των Ιμαλαΐων, μεταξύ των παράκτιων ζωνών και των εσωτερικών χώρων. Υπάρχουν τόσα πολλά διαφορετικά μέρη που θα σου έλεγαν ενδιαφέροντα πράγματα».

Εργαλεία στην εργαλειοθήκη του Άρη

Και οι δύο ειδικοί συμφώνησαν ότι το μέλλον της εξερεύνησης του Άρη δεν ήταν ζήτημα είτε ελικοπτέρων είτε ρόβερ, αλλά μάλλον χρήσης και των δύο όπως απαιτείται για διαφορετικές εργασίες.

«Είμαι μηχανικός στην καρδιά, οπότε για μένα είναι όλα εργαλεία στην εργαλειοθήκη», είπε ο Ravich. «Για ατμοσφαιρικά σώματα όπως ο Άρης, θα υπάρχει ισχυρή περίπτωση ότι ένα εναέριο όχημα είναι η απάντηση για ό, τι θέλετε να κάνετε. Αν θέλετε να κατεβείτε σε μια μεγάλη τρύπα όπως ένα φαράγγι ή αν θέλετε να σκαρφαλώσετε σε ένα βουνό, αυτή θα είναι η καλύτερη απάντηση. Αλλά υπάρχει πάντα ένα όριο στο τι μπορούμε να μεταφέρουμε - γι' αυτό τα πουλιά είναι τόσο ελαφριά και οι ελέφαντες όχι - έτσι θα είστε πάντα σε θέση να κάνετε περισσότερη επιστήμη και να μεταφέρετε περισσότερα με ένα όχημα [εδάφους]».

Η ανάγκη για πολλαπλούς τύπους οχημάτων γίνεται ακόμη πιο ξεκάθαρη όταν οι άνθρωποι μπαίνουν στην εικόνα, όταν σχεδιάζουν μελλοντικές επανδρωμένες αποστολές στον Άρη. «Μάλλον θα χρειαστούμε και τα δύο», είπε ο Ράβιτς. «Αν κοιτάξετε τους ανθρώπους σήμερα, αλληλεπιδρούμε με οχήματα εδάφους και εναέρια οχήματα και δεν βλέπω ότι αυτό αλλάζει».

Συστάσεις των συντακτών

• Μια κοσμολογική μετακίνηση: Τα δύσκολα logistics του να βάζεις ανθρώπους στον Άρη
• Τεχνητές ατμόσφαιρες: Πώς θα χτίσουμε μια βάση με αναπνεύσιμο αέρα στον Άρη
• 7 λεπτά τρόμου: Μια ανάλυση της παράφορης ακολουθίας προσγείωσης του Άρη του Perseverance
• Η αρειανή σκόνη είναι μεγάλο πρόβλημα για τους αστροναύτες. Δείτε πώς το καταπολεμά η NASA
• Πώς το Perseverance Rover της NASA θα αναζητήσει ζωή στον Άρη