قدمت الشركات التي اختارتها وكالة ناسا لدراسة الأساليب البديلة لإعادة عينات المريخ (MSR) لمحات عن عملها الذي يتراوح من تعديل أحد المكونات إلى إصلاح البنية بالكامل.
اختارت وكالة ناسا سبع شركات في يونيو للدراسات التي تستغرق 90 يومًا، بقيمة تصل إلى 1.5 مليون دولار لكل منها، لفحص مفاهيم مختلفة يمكن أن تقلل التكلفة أو تحسن الجدول الزمني لإعادة عينات المريخ. طلبت وكالة ناسا الدراسات في أبريل بعد أن خلصت إلى أن خططها الحالية لإعادة العينات التي تم جمعها بواسطة مركبة بيرسيفيرانس ستكلف ما يصل إلى 11 مليار دولار ولن تعيد العينات حتى عام 2040.
قال جيم جرين، كبير العلماء السابقين في وكالة ناسا، خلال ندوة في مؤتمر AIAA ASCEND هنا في 30 يوليو والذي ضم ثلاث شركات تم اختيارها لهذه الجوائز: "نعلم أن هذه البنية مكلفة للغاية. لقد سألت وكالة ناسا الصناعة كيف يمكننا تحسين ذلك". ولم تكشف الشركات ولا وكالة ناسا عن تفاصيل حول دراساتها بخلاف عناوين مقترحاتها التي اختارتها الوكالة في يونيو/حزيران.
يبحث البعض عن طرق لمراجعة مركبة الصعود إلى المريخ (MAV)، الصاروخ الذي سيتم توصيله إلى سطح المريخ بواسطة مركبة هبوط ستطلق بعد ذلك العينات التي جمعتها مركبة بيرسيفيرانس إلى المدار. وسلطت وكالة ناسا، في طلبها للمقترحات، الضوء على مركبة الصعود إلى المريخ باعتبارها مجال اهتمام محدد للوكالة.
إن مركبة الصعود إلى المريخ، كما تم تصميمها حاليًا، عبارة عن صاروخ من مرحلتين يستخدم محركات صلبة يبلغ ارتفاعها حوالي ثلاثة أمتار. وقال ديفيد ماكجراث، زميل أول في شركة نورثروب جرومان، عن دراسة شركته: "سندرس أفضل طريقة لتحسين الحجم الأصغر".
وقال إن ذلك يشمل طرق تحسين تصميم القسم الفاصل بين المرحلتين والذي يتضمن أنظمة التحكم في الموقف لتقليل كتلة المركبة. وقال: "إن طريقنا إلى الأمام هو أخذ كل معرفتنا بكل هذه الأنظمة ومنتجاتنا التراثية ودمجها في نطاق الحجم حيث نعتقد أن المهمة ستكون ميسورة التكلفة"، لكنه لم يقدم تقديرًا لخفض الكتلة الذي يستهدفه.
اقرأ أيضا| مركبة «ناسا» تكتشف أدلة جديدة لوجود حياة قديمة على المريخ
تركز شركة Quantum Space، وهي شركة ناشئة تعمل على تطوير المركبات الفضائية التي يمكن أن تعمل في الفضاء القمري، على عنصر آخر من MSR، وهو العودة النهائية للعينات إلى الأرض. قال بن ريد، المؤسس المشارك والمدير التنفيذي للابتكار في الشركة، إن دراستهم تبحث في طرق لتبسيط Earth Return Orbiter (ERO)، المركبة الفضائية التي طورتها وكالة الفضاء الأوروبية والتي ستلتقط علبة العينة، المعروفة باسم OS، التي وضعها MAV في مدار المريخ وتحملها إلى الأرض.
وقال إن الدراسة "تستغل الاستثمارات التي قمنا بها في القدرات القمرية للسماح لـ ERO بإحضار OS، علبة العينة، إلى مدار القمر فقط". ثم يتم التقاط هذه العلبة بواسطة نسخة من مركبة Ranger الفضائية التابعة لشركته لـ "ساق المرساة" للعودة إلى الأرض.
يمكن أن يؤدي ذلك إلى تبسيط تصميم كل من ERO وOS. واستشهد بحالة حيث تم نقل علبة العينة، بدلاً من إرسالها في مسار دخول الأرض للقيام بهبوط صعب في صحراء يوتا، إلى طائرة فضائية للعودة إلى الأرض على مدرج، معرضة لقوى جاذبية أقل بكثير. وقال: "إذا تمكنا من تقليل التحميل بالجاذبية على علبة العينة التي تصطدم بسطح يوتا، يمكن أن تصبح علبة العينة أخف وزناً ويصبح كل شيء في الاتجاه المعاكس أسهل وأفضل".
تبحث دراسات أخرى على نطاق أوسع في بنية MSR الإجمالية. وقال بو بيرهاوس، كبير الباحثين العلميين في شركة لوكهيد مارتن سبيس، إن هذا ما تفعله شركة لوكهيد مارتن، مستفيدة من عقود من الخبرة التي اكتسبتها الشركة في تطوير بعثات المريخ وغيرها من بعثات النظام الشمسي والدراسات السابقة لـ MSR التي يعود تاريخها إلى سبعينيات القرن العشرين.
وقال إن أحد التركيزات سيكون تقليل التعقيد. لم يكن لدى بعثات ناسا الكوكبية الرائدة السابقة عادةً أكثر من عنصرين، مركبة مدارية ومركبة هبوط. وأشار إلى أن MSR يحتوي على ما يصل إلى تسعة عناصر، اعتمادًا على كيفية تعريف العنصر. وقال: "لا يتناسب التعقيد بشكل خطي مع عدد العناصر". "كل من هذه الأشياء مترابطة ومختلطة، وهناك تأثيرات متتالية بينها، لذا فإن التعقيد يتناسب بشكل غير خطي".
لم يناقش تفاصيل نهج لوكهيد مارتن، لكنه قال إنه سيسترشد بعدة مبادئ، من التركيز على متطلبات المهمة الرئيسية إلى التحكم "القاسي" في الكتلة وموازنة الأداء مقابل مخاطر التكلفة. "لدينا الفرصة لإلقاء نظرة على البرنامج بأكمله والتفكير في عناصر التراث التي يمكن تطبيقها وأين يكون من المنطقي جلب التكنولوجيا الجديدة."
كما اقترحت شركة رابعة في اللجنة لم تتلق دراسة من وكالة ناسا تغييرات كبيرة على بنية MSR. وقال بن دوناهو من شركة بوينج إكسبلوريشن سيستمز إن شركته كانت تبحث في مفهوم من شأنه أن يحل محل البنية الحالية بمركبة هبوط كبيرة واحدة تحمل مركبة هبوط كبيرة لإطلاق العينات مباشرة إلى الأرض. وسيتم إطلاق هذه المركبة على صاروخ نظام الإطلاق الفضائي بلوك 2.
وقال: "إن نظام الإطلاق الفضائي هو الصاروخ المناسب لهذه المهمة"، مما يسمح له بحمل مركبة هبوط تزن 23 طنًا متريًا تتضمن مركبة هبوط بمحركات عالية الأداء تعمل بالوقود السائل يمكنها إطلاق العينات مباشرة إلى الأرض، متجاوزة ERO. "أنت تقضي على الكثير من التعقيد وتستخدم التكنولوجيا المتاحة".
ومع ذلك، لم تكن بوينج من بين الشركات التي حصلت على عقود دراسة MSR من وكالة ناسا. وأكد دوناهو بعد اللجنة أن الشركة قدمت اقتراحًا لم يتم اختياره.
ومن المقرر تسليم الدراسات، التي بدأت في وقت سابق من شهر يوليو، إلى وكالة ناسا في أكتوبر. وستستخدم الوكالة هذه النتائج، إلى جانب دراسات منفصلة أجراها مختبر الدفع النفاث ومختبر الفيزياء التطبيقية ومجموعة من مراكز ناسا، لمعرفة ما إذا كان من الممكن استخدام هذه المفاهيم لتحسين البنية الحالية وكيفية استخدامها.
وقال جرين: "ستعلمهم نتائج الدراسات ما الذي يمكن أن يتغير في البنية، وما الذي يجب القيام به". ونظراً للنطاق الواسع من الأساليب المختلفة التي يتم النظر فيها، يخشى البعض من أنه قد يكون من الصعب مقارنتها أو حتى دمجها، على الرغم من أن ماكجراث أشار إلى أن شركته تشارك عملها على المركبة الفضائية مع كل من شركة لوكهيد مارتن ومختبر الدفع النفاث لإعلام دراساتهما الخاصة بالبنية.
وقال جرين: "إنها مشكلة معقدة".
رحلة التريليون| كيف قادت «سبيس إكس» إيلون ماسك لحكم الفضاء والبورصة؟
الفضاء الأوروبية تطلق جيلًا جديدًا من أقمار التصوير الراداري الاصطناعية
تغيير «بروتوكول الأرض» للتعامل مع رسائل الكائنات الفضائية| تفاصيل
