พบกับความเฉลียวฉลาด: เฮลิคอปเตอร์ไฮเทคที่ออกแบบมาเพื่อบินบนดาวอังคาร

เมื่อ NASA ส่งยานสำรวจ Perseverance ออกไปสำรวจดาวอังคารในสัปดาห์นี้ จะมียานสำรวจคู่หูอยู่ข้างๆ อยู่ในนั้น กรวยจมูกของจรวด Atlas V: เฮลิคอปเตอร์ที่เรียกว่า Ingenuity ซึ่งถูกกำหนดให้เป็นเครื่องบินโรเตอร์ลำแรกที่เคยบินบนอีกลำหนึ่ง ดาวเคราะห์. เฮลิคอปเตอร์จิ๋วทดลองนี้สามารถเปิดพื้นที่ใหม่ของการสำรวจดาวอังคารได้ในขณะที่มันสำรวจดาวเคราะห์จากทางอากาศ

แต่ถ้าคุณคิดว่ามันยากที่จะออกแบบยานพาหนะภาคพื้นดินเพื่อเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างออกไปหลายร้อยล้านไมล์ ลองจินตนาการถึงการพยายาม เพื่อออกแบบเฮลิคอปเตอร์ที่สามารถบินได้ในชั้นบรรยากาศที่บางจนแทบจะไม่มีเลย ในอุณหภูมิที่เย็นถึงจุดเยือกแข็งในขณะนำทาง โดยอัตโนมัติ

เราได้พูดคุยกับหัวหน้าวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์อาวุโสในโครงการ Ingenuity ที่ Jet Propulsion Lab ของ NASA เพื่อดูว่าพวกเขาทำได้อย่างไร และอนาคตของการสำรวจดาวอังคารจะเป็นอย่างไร

ความท้าทายที่ไม่เคยมีมาก่อน

การสร้างเฮลิคอปเตอร์ที่สามารถบินบนดาวดวงอื่นได้มาพร้อมกับความท้าทายมากมาย สิ่งที่เร่งด่วนที่สุดคือการทำให้บางสิ่งบางอย่างลอยอยู่ในอากาศได้เมื่อบรรยากาศเบาบางมาก ชั้นบรรยากาศของดาวอังคารมีความหนาแน่นเพียง 1% ของชั้นบรรยากาศบนโลก ซึ่งเทียบเท่ากับการอยู่ที่ระดับความสูง 100,000 ฟุต เพื่อแสดงให้เห็นว่าการบินนั้นยากเพียงใด บันทึกระดับความสูงของการบินด้วยเฮลิคอปเตอร์บนโลกอยู่ที่สูงกว่า 40,000 ฟุต

เฮลิคอปเตอร์ทำงานโดยการเคลื่อนที่ของอากาศอย่างรวดเร็วโดยใช้ใบพัดหมุน ซึ่งจะดันอากาศลงด้านล่างและสร้างแรงยก แต่บนดาวอังคาร อากาศเบาบางให้แรงยกน้อยมาก แม้ว่าจะเคลื่อนที่ด้วยใบพัดก็ตาม แม้ว่าผู้ออกแบบจะได้รับความช่วยเหลือจากข้อเท็จจริงที่ว่าแรงโน้มถ่วงบนดาวอังคารนั้นต่ำกว่า แต่มีแรงโน้มถ่วงบนดาวอังคารเพียงมากกว่าหนึ่งในสามเท่านั้น โลก ยังคงมีปัญหาสำคัญในการสร้างยานที่สามารถพยุงตัวเองได้ด้วยบรรยากาศที่เบาบางในการทำงาน กับ.

“วิธีแก้ปัญหานั้นคือมีมวลน้อย” Josh Ravich หัวหน้าฝ่ายวิศวกรรมเครื่องกลของ Ingenuity กล่าวกับ Digital Trends “ซึ่งเป็น ความท้าทายโดยรวมที่ยากที่สุดของภารกิจทั้งหมด เพื่อรักษามวลให้ต่ำ” เฮลิคอปเตอร์ทั้งลำต้องมีน้ำหนักไม่เกิน 4 ปอนด์ (1.8 กิโลกรัม) ซึ่งจำเป็นต้องใช้วัสดุที่คัดสรรมาอย่างดี และตัวถังหลักมีขนาดเล็กมาก เป็นลูกบาศก์ขนาด 14 ซม. (5.5 นิ้ว) ในขนาด.

และปัญหาเรื่องน้ำหนักก็ทำให้เกิดข้อจำกัดในด้านอื่นๆ ของยานด้วยเช่นกัน “เราต้องสร้างสมดุลระหว่างวิธีการ มีพลังงานมากที่คุณสามารถบรรทุกได้ในรูปของแบตเตอรี่เพื่อขับเคลื่อนยานพาหนะ และใบพัดของคุณจะมีขนาดใหญ่แค่ไหน” ราวิช พูดว่า. จำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่เนื่องจากพลังงานถูกรวบรวมโดยใช้แผงโซลาร์เซลล์ที่ด้านบนของยานพาหนะ ซึ่งช่วยให้สามารถชาร์จได้โดยอัตโนมัติ

ใบพัดของเฮลิคอปเตอร์ต้องมีขนาดใหญ่ โดยมีระยะไม่เกิน 1.2 เมตร เพื่อให้มีแรงยกที่เพียงพอสำหรับยานพาหนะที่จะบินได้ เพื่อสร้างใบมีดที่มีขนาดใหญ่และเบาเพียงพอ ทีมงานได้ใช้วัสดุใหม่ รวมถึงวัสดุคอมโพสิตที่คล้ายกับคาร์บอนไฟเบอร์ มีใบพัดทั้งหมดสี่ใบซึ่งจัดเรียงเป็นสองโรเตอร์ ซึ่งแต่ละใบพัดหมุนด้วยความเร็วสูงสุด 2,400 รอบต่อนาที ซึ่งเร็วกว่าความเร็วประมาณ 500 รอบต่อนาทีตามปกติของใบพัดเฮลิคอปเตอร์บนโลกมาก

ปัญหาความเย็น

ปัญหาอีกประการหนึ่งที่จำเป็นต้องมีนวัตกรรมด้านวัสดุก็คือปัญหาอุณหภูมิพื้นผิวซึ่งอาจลดลงต่ำถึงลบ 100 องศาฟาเรนไฮต์ในตอนกลางคืน เมื่ออากาศเย็น ระบบอิเล็กทรอนิกส์ทำงานไม่เสถียร และรถยนต์จำเป็นต้องใช้พลังงานอันมีค่าเพื่อรักษาความอบอุ่น ทีมงาน Ingenuity จึงคิดวิธีแก้ปัญหาโดยใช้ฉนวนบางๆ รอบๆ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อนของรถยนต์

“ปกติแล้ว คุณจะแก้ปัญหานี้ด้วยการใส่ฉนวนหนาๆ ไว้ตรงนั้น แต่ฉนวนจะค่อนข้างหนัก” Ravich กล่าว “สุดท้ายแล้วเราก็ใช้บรรยากาศบางส่วน เหมือนกับที่เป็ดหรือห่านจะมีชั้นฉนวนอยู่ใต้ขนของมัน เราใช้ก๊าซจากชั้นบรรยากาศดาวอังคาร หากคุณใช้ผ้าห่มกันความร้อนแบบบางเพียงพอ คุณก็จะได้ฉนวนเล็กน้อย”

ปัญหาที่ซับซ้อนประการสุดท้ายที่เกิดจากความเย็นคือปัญหาว่าวัสดุหน่วงทำปฏิกิริยากับอุณหภูมิต่ำอย่างไร “เฮลิคอปเตอร์ส่วนใหญ่บนโลกมีแดมเปอร์ยืดหยุ่นทางกายภาพที่จะยกน้ำหนักเข้าสู่ศูนย์กลางของเฮลิคอปเตอร์” เขากล่าว แดมเปอร์เหล่านี้ดูดซับแรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากใบมีดหมุนด้วยความเร็วสูงมาก “แต่สิ่งเหล่านี้ทำงานได้ไม่ดีที่อุณหภูมิดาวอังคาร ดังนั้นเราจึงต้องทำการออกแบบมากมายเพื่อให้งานนั้นเป็นระบบที่เข้มงวดมากขึ้น”

นักสำรวจอิสระ

ไม่สามารถบินเฮลิคอปเตอร์จากโลกได้โดยตรง เนื่องจากความล่าช้าในการสื่อสารหลายนาทีระหว่างที่นี่กับดาวอังคาร แต่ความเฉลียวฉลาดส่วนใหญ่จะเป็นอิสระโดยใช้เซ็นเซอร์เพื่อตรวจจับสภาพแวดล้อมรอบตัวและเคลื่อนไหวตามนั้น

สำหรับภารกิจนี้ เรือจะใช้เครื่องมือบนเรือ เช่น กล้องนำทาง เครื่องวัดระยะสูงแบบเลเซอร์ และแพ็คเกจไจโรสโคปมาตรวัดความเร่งที่เรียกว่าหน่วยวัดแรงเฉื่อย (IMU) การใช้เครื่องมือเหล่านี้ช่วยให้ยานสามารถระบุได้ว่ากำลังมุ่งหน้าไปที่ใดและอยู่ห่างจากพื้นดินแค่ไหน มันสามารถตรวจจับอันตรายเพื่อหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางที่อาจเกิดขึ้นในเส้นทางของมันได้

นั่นหมายความว่าช่างเทคนิคภาคพื้นดินจะวางแผนการบินให้กับยาน และจากนั้น Ingenuity ก็สามารถดำเนินการได้ ดังที่ Ravich อธิบาย: “วิธีที่เฮลิคอปเตอร์บินก็คือเรา ป้อนแผนการบิน โดยพื้นฐานแล้วคือเส้นทางการบิน โดยพูดว่า 'หมุนใบพัดให้ไกลขนาดนี้ บินมาที่นี่ หมุนตัว บินมาที่นี่'... จากนั้น Ingenuity ก็ทำตามลำดับนั้นโดย เอง”

เฮลิคอปเตอร์จำเป็นต้องอยู่ในระยะการสื่อสารกับรถแลนด์โรเวอร์ ซึ่งอยู่ห่างออกไปประมาณหนึ่งกิโลเมตร และตามหลักการแล้วควรจะมีแนวการมองเห็นที่ตรง แต่นอกเหนือจากนั้น Ingenuity ยังสามารถทำงานได้อย่างอิสระและสามารถชาร์จ บินขึ้น และลงจอดได้โดยไม่ได้รับการสนับสนุนจากรถแลนด์โรเวอร์ แผนนี้มีไว้เพื่อให้เฮลิคอปเตอร์รับมือกับความท้าทายทีละอย่าง เพื่อดูว่าเฮลิคอปเตอร์สามารถเคลื่อนที่ไปรอบโลกได้มากเพียงใด

“เราจะทำภารกิจที่ซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ” ราวิชกล่าว “ตามชื่อแล้ว ภารกิจคือหนึ่งถึงสามเที่ยวบิน แต่อาจมีมากถึงห้าเที่ยวบิน ขึ้นอยู่กับว่าสิ่งต่างๆ ดำเนินไปอย่างไร... แต่ละเที่ยวบินจะซับซ้อนกว่านี้เล็กน้อย ประการแรก เราจะลุกขึ้น โฉบลง ร่อนลง ตัวที่สองอาจจะลุกขึ้น หมุนตัว อาจจะขยับนิดหน่อยก็กลับลงมา ในท้ายที่สุด หากสิ่งต่างๆ เป็นไปด้วยดี พวกเขาอาจตัดสินใจลุกขึ้น บินออกไปทางนั้นและหาจุดลงจอดใหม่และเก็บจุดนั้นไว้เป็นฐานปฏิบัติการต่อไป”

การพิสูจน์แนวคิด

ความเฉลียวฉลาดไม่ได้มีไว้สำหรับภารกิจทางวิทยาศาสตร์ ดังนั้นจึงไม่มีการรวบรวมข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ แม้ว่าผู้เชี่ยวชาญจะหวังว่าพวกเขาจะสามารถใช้ประโยชน์จากข้อมูลบางส่วนที่รวบรวมได้ จุดมุ่งหมายของภารกิจคือการแสดงให้เห็นว่ามีความเป็นไปได้ทางเทคโนโลยีในการบินโรเตอร์คราฟต์บนดาวเคราะห์ดวงอื่นและรวบรวมข้อมูลทางวิศวกรรมเพื่อช่วยในการออกแบบเฮลิคอปเตอร์ดาวอังคารในอนาคต

นั่นหมายความว่า วิธีการที่ยานสามารถเคลื่อนที่มีความยืดหยุ่นในระดับหนึ่ง เนื่องจากไม่จำเป็นต้องเคลื่อนไปยังตำแหน่งที่แน่นอนบนพื้นผิว ยานน่าจะอยู่ห่างจากยานสำรวจ Perseverance เพียงไม่กี่ร้อยหลา ดังนั้นจึงสามารถวางตำแหน่งตัวเองให้สัมพันธ์กับสิ่งนั้นได้ “ในระดับหนึ่ง ฉันไม่คิดว่ามันสำคัญมากนักว่าเราแม่นยำแค่ไหนในขณะที่เรากำลังบิน เฮลิคอปเตอร์จะรู้ได้อย่างแน่ชัดว่ามันคิดว่าอยู่ที่ไหน” ราวิชกล่าว “จากระดับที่สูงกว่า มันไม่สำคัญมากนักว่ามันจะสูง 10 ฟุตไปทางนี้หรือ 10 ฟุตไปทางนั้นเมื่อมันลงจอด ตราบใดที่มันลงจอดอย่างปลอดภัย”

ความช่วยเหลือจากทางอากาศ

หากแนวคิดเรื่องความเฉลียวฉลาดใช้งานได้จริงตามที่คาดไว้ เฮลิคอปเตอร์ก็สามารถให้คุณค่าอันล้ำค่าได้ ช่วยเหลือภารกิจโรเวอร์ในอนาคต การถ่ายภาพพื้นผิวและทำให้การสำรวจเร็วขึ้นและมากขึ้น แม่นยำ.

Matt Golombek ผู้มีประสบการณ์ในภารกิจวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับดาวอังคารซึ่งเชี่ยวชาญในการเลือกสถานที่ลงจอดบนดาวอังคารและเป็นนักวิจัยหลัก สำหรับข้อเสนอแรกสำหรับเฮลิคอปเตอร์ Mars ได้อธิบายให้ Digital Trends ทราบว่าเฮลิคอปเตอร์จะเป็นประโยชน์ต่อการสำรวจในอนาคตได้อย่างไร การดำเนินงาน

เติมเต็มช่องว่างความละเอียด

งานที่มีค่าที่สุดอย่างหนึ่งในภารกิจเฮลิคอปเตอร์ในอนาคตสามารถทำได้คือการถ่ายภาพความละเอียดสูงเพื่อเติมเต็มสิ่งที่เรียกว่า "ช่องว่างความละเอียด" ของภาพพื้นผิวดาวอังคาร หมายถึง “ความแตกต่างระหว่างภาพที่มีความละเอียดสูงสุดที่เรามีจากวงโคจรซึ่งมีขนาดประมาณ 25 เซนติเมตร (ประมาณ 10 นิ้ว) ต่อพิกเซล และเรียกว่า รูปภาพ HiRISEเทียบกับสิ่งที่คุณเห็นบนพื้นในภารกิจสำรวจครั้งก่อนๆ ซึ่งความละเอียดของเราอยู่ที่ประมาณ 3 เซนติเมตรต่อพิกเซล" Golombek กล่าว “นั่นเป็นเรื่องเกี่ยวกับลำดับความสำคัญ”

แม้ว่าภาพพื้นผิวดาวเคราะห์ที่มีความละเอียดสูงที่ถ่ายโดยใช้เครื่องมือ HiRISE จะมีรายละเอียดสูงอย่างไม่น่าเชื่อเมื่อพิจารณาจากวงโคจร ไม่มีรายละเอียดเพียงพอที่จะแสดงลักษณะโครงสร้างของแผ่นดิน เช่น ก้อนหิน หรือเพื่อระบุพื้นที่ที่น่าสนใจทางวิทยาศาสตร์ เช่น หินเฉพาะสำหรับรถแลนด์โรเวอร์ เยี่ยม. ดังนั้นนักสำรวจจึงต้องสำรวจรอบๆ บริเวณที่ลงจอดเพื่อค้นหาหินหรือลักษณะอื่นๆ ที่น่าสนใจทางวิทยาศาสตร์ในการตรวจสอบ

เฮลิคอปเตอร์สามารถใช้เป็นหน่วยสอดแนมสำหรับภารกิจโรเวอร์ โดยถ่ายภาพที่มีรายละเอียดมากกว่าที่เป็นไปได้จากวงโคจร ภาพเหล่านี้สามารถใช้เพื่อระบุพื้นที่ที่สนใจทางวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะ ดังนั้นทีมงานจึงสามารถส่งรถแลนด์โรเวอร์ไปยังเป้าหมายที่มีค่าที่สุดสำหรับการวิจัยได้

การขยายพื้นที่ครอบคลุมของรถแลนด์โรเวอร์

สิ่งหนึ่งที่คุณอาจไม่ทราบเกี่ยวกับภารกิจ Mars Rover คือพื้นที่ที่รถแลนด์โรเวอร์แต่ละคันครอบคลุมพื้นที่ขนาดเล็กเพียงใด เนื่องจากพวกมันมีพลังจำกัดในการดำเนินการ และทุกการเคลื่อนไหวจะต้องได้รับการวางแผนอย่างรอบคอบ ตัวอย่างเช่น ความเพียรพยายามจะครอบคลุมระยะทางระหว่าง 5 ถึง 20 กิโลเมตรในภารกิจหลัก และรถแลนด์โรเวอร์ที่วิ่งได้ไกลที่สุดในโลก Opportunity ครอบคลุมระยะทาง 45 กิโลเมตรอย่างเหลือเชื่อตลอดอายุขัย 14 ปี สิ่งที่น่าประทับใจสำหรับรถแลนด์โรเวอร์สำรวจดาวเคราะห์อันห่างไกล ระยะทางเหล่านี้เป็นเพียงเศษเสี้ยวของพื้นที่ผิวทั้งหมดของดาวอังคาร

รถแลนด์โรเวอร์อาจใช้เวลาหลายสัปดาห์ในการเดินทางหนึ่งกิโลเมตร เป็นต้น ในขณะที่ Ingenuity สามารถเดินทางได้ไกลถึง 1 กิโลเมตรในเวลาเพียง 90 วินาที แม้ว่าทีมงานไม่ได้วางแผนที่จะขับเฮลิคอปเตอร์ด้วยความเร็วที่รวดเร็วเช่นนี้ในภารกิจแรกก็ตาม แต่เฮลิคอปเตอร์ในอนาคตสามารถสำรวจพื้นที่ที่ใหญ่กว่ามากของโลกได้ และภาพที่ถ่ายได้จะมีคุณค่าอย่างยิ่งในการนำเสนอการค้นพบรถแลนด์โรเวอร์ในบริบทที่กว้างขึ้น ภาพดังกล่าวจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจธรณีวิทยาทั่วโลกของดาวเคราะห์ และบอกพวกเขาว่าพื้นที่ที่รถแลนด์โรเวอร์ศึกษานั้นเป็นตัวแทนของสภาพแวดล้อมบนดาวอังคารที่ใหญ่กว่าหรือไม่

เฮลิคอปเตอร์ยังสามารถช่วยขยายขอบเขตการสืบสวนด้วยการลดระยะเวลาที่รถแลนด์โรเวอร์ใช้ในการสำรวจพื้นผิวได้อย่างมาก ปัจจุบันเส้นทางการขับขี่รถแลนด์โรเวอร์ถูกกำหนดโดยใช้ภาพที่มีความละเอียดสูงสุดที่มีอยู่แต่ ภาพเหล่านี้ไม่ได้แสดงถึงอุปสรรคหรืออันตรายเสมอไป ดังนั้นผู้ขับขี่จึงต้องขับช้าๆ และ อย่างระมัดระวัง.

“โดยปกติแล้ว รถแลนด์โรเวอร์สามารถขับได้สูงสุดในหนึ่งวันคือ 60 ถึง 100 เมตร” Golombek กล่าว “แต่ถ้าคุณมีข้อมูลที่มีความละเอียดสูง นั่นก็จะบอกคุณโดยเฉพาะว่าไดรฟ์ปลอดภัยอยู่ที่ไหน เส้นทางคือคุณสามารถเพิ่มเป็นสองเท่าหรือสามเท่าได้อย่างง่ายดาย และทำให้คุณไปถึงจุดหมายได้เร็วยิ่งขึ้น”

การหาจุดลงจอด

ก่อนที่รถแลนด์โรเวอร์จะสามารถสำรวจได้ มันจะต้องลงจอดเสียก่อน และกระบวนการเลือกสถานที่ลงจอดอาจได้รับประโยชน์จากการสนับสนุนทางอากาศด้วย

“การเลือกสถานที่ลงจอดเป็นการผสมผสานระหว่างการกำหนดลักษณะความปลอดภัยของพื้นผิวในการลงจอดด้วยยานอวกาศที่คุณออกแบบและสร้าง — ผู้ลงจอดไม่ชอบมีก้อนหินขนาดใหญ่อยู่ข้างใต้ซึ่งอาจเสียบหรือพลิกคว่ำได้ ความลาดชันโดยทั่วไปไม่ดี และ พื้นที่ที่มีขนนุ่มมากจนคุณอาจจมลงไปนั้นเป็นตัวเลือกที่ไม่ดี ดังนั้นเราจึงเรียกว่าข้อจำกัดทางวิศวกรรมมากมาย” โกลอมเบ็กกล่าว

ข้อจำกัดทางวิศวกรรมเหล่านี้ยังมีความซับซ้อนเนื่องจากชั้นบรรยากาศที่เบาบางของดาวอังคาร ซึ่งทำให้ยานพาหนะชะลอความเร็วลงโดยใช้ร่มชูชีพได้ยากขึ้นเมื่อเข้าสู่การลงจอด ดังนั้นทีมงานจึงต้องพิจารณาระดับความสูงของจุดลงจอดด้วย เพื่อให้แน่ใจว่ายานพาหนะจะลงจอดที่นั่นได้อย่างปลอดภัย

“แล้วคุณมีเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งขึ้นอยู่กับน้ำหนักบรรทุกที่คุณถืออยู่และ วัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์ของภารกิจ - สิ่งที่คุณต้องการเรียนรู้และค้นหาเกี่ยวกับดาวอังคาร” เขากล่าว บน. “และคุณต้องชั่งน้ำหนักทั้งหมดเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้สถานที่ (ลงจอด) ที่ปลอดภัยและน่าสนใจทางวิทยาศาสตร์สำหรับภารกิจนั้น”

ผู้ที่เลือกสถานที่ลงจอด เช่น Golombek อาศัยภาพที่ถ่ายจากวงโคจรเป็นส่วนใหญ่เพื่อไขปริศนาว่าสถานที่ใดจะตรงตามเกณฑ์เหล่านี้ และการเบี่ยงเบนเพียงเล็กน้อยจากสิ่งที่คาดไว้ก็อาจทำให้เกิดปัญหาได้ เช่น การถูกพบโดยยานอินไซต์ซึ่งลงจอดบนดาวอังคารในปี 2561 ทีม InSight สามารถค้นหาตำแหน่งที่เรียบและปราศจากหินได้อย่างเหมาะสม และการคาดการณ์เกี่ยวกับวัสดุที่ประกอบเป็นพื้นผิวก็แม่นยำอย่างยิ่ง อย่างไรก็ตาม ดินใต้พื้นผิวที่ผู้ลงจอดกลับแตกต่างไปจากที่คาดไว้เล็กน้อย โดยถูกบดอัดให้เป็นวัสดุที่แข็งกว่าเรียกว่าดูราครัสท์ และนี่ทำให้เกิดปัญหามากมายในการพยายาม ฝังหัววัดความร้อนของผู้ลงจอด ใต้พื้นผิว

“ข้อมูลวงโคจรที่คุณใช้เพื่อสรุปสิ่งที่อยู่บนพื้นผิวนั้นมีความคลุมเครืออยู่เสมอ” Golombek กล่าว “โดยทั่วไปแล้ว สำหรับการเลือกสถานที่ลงจอด เราวัดและกำหนดลักษณะข้อจำกัดทางวิศวกรรมได้เป็นอย่างดี นั่นคือหิน ความอุดมสมบูรณ์ ความลาดชัน และอื่นๆ ส่วนใหญ่เป็นเพราะภาพ HiRISE มีความละเอียดสูงพอที่จะมองเห็นหินก้อนใหญ่และวัดได้ เนินเขา แต่เราเข้าใจสิ่งที่ฉันเรียกว่าการตั้งค่าทางธรณีวิทยาได้แม่นยำน้อยลงเล็กน้อย นั่นคือที่มาของพื้นที่นั้น พลังทางธรณีวิทยาหลักที่หล่อหลอมพื้นที่นั้นคืออะไร นั่นยากกว่า”

เนื่องจากภาพที่ได้มาจากวงโคจรมีความละเอียดที่จำกัด จึงเป็นการยากที่จะดูรายละเอียดประเภทต่างๆ ที่จำเป็นในการระบุเป้าหมายที่น่าสนใจทางวิทยาศาสตร์อย่างแม่นยำที่สุด เช่น ตะกอนบางชนิด หิน การมีภาพที่มีความละเอียดสูงกว่ามากเหมือนกับภาพที่เฮลิคอปเตอร์สามารถถ่ายได้นั้นมีคุณค่าอย่างยิ่ง เลือกสถานที่ลงจอดที่ปลอดภัยสำหรับยานพาหนะและเพิ่มโอกาสในการสร้างข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ ผลการวิจัย

เฮลิคอปเตอร์ยังสามารถบรรทุกเครื่องมือหลายประเภท เช่น เรดาร์เจาะทะลุภาคพื้นดิน ซึ่งสามารถบอกนักวิทยาศาสตร์ได้โดยตรงเกี่ยวกับสิ่งที่แฝงตัวอยู่ใต้พื้นผิวดาวอังคาร

ที่เกี่ยวข้อง:เรดาร์เจาะพื้นคอนกรีต

ตามล่าหาชีวิตจากเบื้องบน

เฮลิคอปเตอร์สามารถนำมาใช้เป็นมากกว่าการสนับสนุนภารกิจอื่นๆ ได้ เครื่องจักรดังกล่าวอาจติดตั้งกล้องชนิดใดก็ได้ เช่น เรดาร์ อินฟราเรด หรือเครื่องมือถ่ายภาพความร้อน ซึ่งสามารถเปิดเผยองค์ประกอบและแร่วิทยาของพื้นดาวอังคาร

นี่เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากเครื่องมือเหล่านี้สามารถระบุแร่ธาตุบางชนิดได้ เช่น ดินเหนียว ซึ่งก่อตัวเมื่อมีน้ำ พื้นที่ที่มีแร่ธาตุจากดินเหนียวเหล่านี้มีความหนาแน่นสูงเป็นเป้าหมายสำคัญสำหรับการวิจัยว่ามีแร่ดินเหนียวอยู่หรือไม่ ครั้งหนึ่งอาจเคยมีชีวิตบนดาวอังคาร.

เป้าหมายที่น่าสนใจที่สุดสำหรับนักวิทยาศาสตร์ในการวิจัยคือหน้าผาสูงชันหรือหน้าผาสูงชันที่เกิดจากการกัดเซาะ เพราะสิ่งเหล่านี้เผยให้เห็นชั้นหินที่เรียงตัวตามกาลเวลา การดูเลเยอร์เหล่านี้ก็เหมือนกับการมองย้อนกลับไปในประวัติศาสตร์ของดาวอังคาร อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีความสูงชันและเป็นหิน พื้นที่เหล่านี้จึงเป็นเรื่องยากสำหรับนักสำรวจและต้องดำเนินการอย่างระมัดระวัง ตัวอย่างเช่น รถแลนด์โรเวอร์ Opportunity ใช้เวลาตลอดทั้งปีขับรถอย่างระมัดระวังรอบๆ ขอบของเนินดังกล่าว เพื่อวาดภาพ ในขณะที่ "ภาพเหล่านั้นสามารถได้รับมาภายในสองสามวันโดยเฮลิคอปเตอร์" Golombek พูดว่า.

เมื่อถูกถามว่ามีสถานที่ใดบนดาวอังคารที่เขาอยากสำรวจด้วยเฮลิคอปเตอร์เป็นการส่วนตัวหรือไม่ Golombek ก็หัวเราะ “มีเป็นร้อย—พัน!” เขาพูดว่า. “พื้นที่ผิวของดาวอังคารนั้นคล้ายคลึงกับพื้นที่ผิวสัมผัสเหนือน้ำของโลก ลองนึกถึงความแตกต่างระหว่างแกรนด์แคนยอนและเทือกเขาหิมาลัย ระหว่างโซนชายฝั่งและการตกแต่งภายใน มีสถานที่ต่างๆ มากมายที่จะบอกคุณถึงสิ่งที่น่าสนใจ”

เครื่องมือในกล่องเครื่องมือของดาวอังคาร

ผู้เชี่ยวชาญทั้งสองเห็นพ้องกันว่าอนาคตของการสำรวจดาวอังคารไม่ใช่เรื่องของเฮลิคอปเตอร์หรือรถแลนด์โรเวอร์ แต่เป็นเรื่องของการใช้ทั้งสองอย่างตามความจำเป็นสำหรับงานที่แตกต่างกัน

“หัวใจของฉันคือวิศวกร ดังนั้นสำหรับฉัน สิ่งเหล่านี้ล้วนเป็นเครื่องมือในกล่องเครื่องมือ” Ravich กล่าว “สำหรับวัตถุในชั้นบรรยากาศเช่นดาวอังคาร จะต้องมีกรณีที่ชัดเจนว่ายานพาหนะทางอากาศคือคำตอบสำหรับสิ่งที่คุณต้องการทำ ถ้าจะลงหลุมใหญ่ๆแบบหุบเขาหรืออยากปีนภูเขาล่ะก็ นั่นล่ะคือคำตอบที่ดีที่สุด แต่สิ่งที่เราพกพาไปได้นั้นมีข้อจำกัดอยู่เสมอ นั่นคือเหตุผลว่าทำไมนกจึงเบามาก แต่ช้างไม่เบา ดังนั้นคุณจึงสามารถทำวิทยาศาสตร์ได้มากขึ้น และพกพาได้มากขึ้นด้วยยานพาหนะ [ภาคพื้นดิน]”

ความต้องการยานพาหนะหลายประเภทจะชัดเจนยิ่งขึ้นเมื่อมนุษย์เข้ามาในภาพ เมื่อวางแผนสำหรับภารกิจประจำดาวอังคารในอนาคต “เราอาจต้องการทั้งสองอย่างเช่นกัน” ราวิชกล่าว “ถ้าคุณดูที่ผู้คนในปัจจุบัน เรามีปฏิสัมพันธ์กับยานพาหนะภาคพื้นดินและยานพาหนะทางอากาศ และฉันไม่เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว”

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• การเดินทางทางจักรวาลวิทยา: โลจิสติกส์อันยุ่งยากในการส่งผู้คนไปบนดาวอังคาร
• บรรยากาศประดิษฐ์: เราจะสร้างฐานที่มีอากาศหายใจบนดาวอังคารได้อย่างไร
• 7 นาทีแห่งความหวาดกลัว: รายละเอียดของลำดับการลงจอดบนดาวอังคารอันบ้าคลั่งของ Perseverance
• ฝุ่นดาวอังคารเป็นปัญหาใหญ่สำหรับนักบินอวกาศ นี่คือวิธีที่ NASA ต่อสู้กับมัน
• Perseverance Rover ของ NASA จะค้นหาชีวิตบนดาวอังคารอย่างไร