بدأت المثابرة. كيف سيعدنا لاستعمار المريخ؟

تعد مهمة Perseverance المسبار Perseverance جزءا من برنامج الفضاء Artemis الأكبر.

بما في ذلك مهمة إلى القمر استعدادا لاستعمار المريخ. تخطط ناسا لإرسال أول امرأة إلى القمر الصناعي الطبيعي للأرض في عام 2024 ، وبحلول عام 2028 جعل البعثات البشرية إلى القمر منتظمة ووضع الأساسلاستكشاف المريخ.

روفر المريخ المثابرة روفر العلوم. إيجاد الحياة وإعداد الناس للحياة على المريخ

الأهداف الرئيسية: دراسة مدى ملاءمة المريخ ، والبحث عن علامات الحياة الميكروبية السابقة ، وجمع العينات وتخزينها مؤقتًا ، والتحضير للبعثات البشرية المستقبلية التي ستؤدي في النهاية إلى استعمار المريخ.

تتمثل الاستراتيجية العلمية لبرنامج استكشاف المريخ في البحث عن علامات الحياة على المريخ.وتساهم مركبة المريخ 2020 في هذه الاستراتيجية، بالإضافة إلى الأهداف العلمية الأربعة طويلة المدى للبرنامج :

• حدد ما إذا كانت الحياة موجودة على كوكب المريخ
  
  مهمة روفر المثابرة في مارس 2020يركز على الدراسات الأرضية لبيئة المريخ ، ويبحث عن البصمات الحيوية الباقية في عينات الصخور التي تشكلت في بيئات المريخ القديمة ذات الظروف التي يمكن أن تفضي إلى الحياة الميكروبية. هذه هي أول مهمة متنقلة للبحث عن علامات الحياة الميكروبية في الماضي. في السابق ، ركزت المركبات الجوالة أولاً على حقيقة أن المريخ كان يتمتع بظروف صالحة للسكن.
• وصف مناخ المريخ

  مناخات المريخ السابقةهي محور مهمة عربة المثابرة. تبحث أدوات المركبة الجوالة عن دليل على موطن قديم ربما كانت توجد فيه الحياة الميكروبية في الماضي.

• ميّز جيولوجيا المريخ

  تم تصميم Perseverance Rover للاستكشافالصخور لمعرفة المزيد عن العمليات الجيولوجية التي خلقت وغيرت قشرة المريخ وسطحها بمرور الوقت. تحتوي كل طبقة صخرية على سطح المريخ على سجل للبيئة التي تشكلت فيها. تبحث العربة الجوالة عن أدلة على الصخور التي تشكلت في الماء والتي تحمل أدلة على المواد العضوية ، وهي اللبنات الكيميائية الأساسية للحياة.

• استعد للاستكشاف البشري للمريخ

  روفر المثابرة يوضح المفتاحتقنيات لتسخير الموارد الطبيعية في بيئة المريخ لدعم الحياة والوقود. كما أنه يراقب الظروف البيئية حتى يفهم مخططو المهمة بشكل أفضل كيفية حماية المستكشفين المستقبليين.

  ويرتبط هذا الهدف العلمي بالوطنيةسياسة الفضاء لإرسال الناس إلى المريخ في ثلاثينيات القرن الحالي. مثلما هو الحال مع تاريخ استكشاف القمر على الأرض، توفر المهمات الآلية إلى المريخ فهمًا نقديًا للبيئة واختبار التقنيات المبتكرة للاستكشاف البشري في المستقبل.

تشير جميع الأهداف إلى إمكانات المريخ كمكانلأجل الحياة. حتى لو لم تكشف المركبة الجوالة عن أي علامات على وجود حياة في الماضي ، فإنها ستمهد يومًا ما الطريق لسكن الإنسان على المريخ. تقوم Rover Perseverance أيضًا بإجراء أبحاث علمية أخرى تتعلق بأهدافها الأربعة. على سبيل المثال ، يراقب الطقس والغبار في الغلاف الجوي للمريخ. مثل هذه الأبحاث مهمة لفهم التغيرات اليومية والموسمية على المريخ وستساعد المستكشفين في المستقبل على التنبؤ بشكل أفضل بطقس المريخ.

متى ستهبط المثابرة على المريخ؟ كم من الوقت ستستغرق المهمة؟

ومن المتوقع أن يتم الهبوط في 18 فبراير 2021 وتستغرق الرحلة إلى المريخ 7 أشهر. سيستغرق الاستكشاف سنة مريخية واحدة على الأقل (حوالي 687 يومًا أرضيًا).

علم الأحياء الفلكي.مهمةالمريخ 2020 ستقوم ناسا بالبحث عن الحفريات المجهرية

سوف تهبط المركبة الفضائية Perseverance Mars التابعة لناسا مباشرةJezero Crater: اختارت وكالة ناسا Jezero Crater كموقع هبوط للمركبة لأن العلماء يعتقدون أن المنطقة كانت مغمورة بالمياه في السابق وكانت موطنًا لدلتا نهر قديم. منذ أكثر من 3.5 مليار سنة، انسكب قاع النهر عبر جدار الحفرة وشكل بحيرة.

يعتقد العلماء أن الماء يوصل الطينالمعادن من المنطقة المحيطة إلى بحيرة الحفرة. ومن المحتمل أن الحياة الميكروبية كانت موجودة في جيزيرو خلال واحدة أو أكثر من هذه الفترات الرطبة. إذا كان الأمر كذلك، فقد يتم العثور على أدلة على بقاياهم في الرواسب السفلية أو الساحلية.

الشاطئ القديم لبحيرة جيزيرو: تمثل الألوان الفاتحة ارتفاعًا أعلى في هذه الصورة لـ Jezero Crater على المريخ ، موقع هبوط مهمة المريخ 2020 التابعة لناسا. يشير الشكل البيضاوي إلى القطع الناقص للهبوط حيث سيتلامس المسبار مع المريخ. التقطت أجهزة ناسا صورة Jezero Crater ، موقع هبوط العربة الجوالة Perseverance. إنهم يلتقطون بانتظام صورًا لمواقع الهبوط المحتملة للبعثات المستقبلية. الصورة مقدمة من NASA / JPL-Caltech / MSSS / JHU-APL / ESAهذه اللقطة لحفرة جيزيرو، موقع الهبوطتم التقاط مركبة المثابرة بواسطة أدوات ناسا التي تلتقط بانتظام صورًا لمواقع الهبوط المحتملة للمهام المستقبلية. اختارت وكالة ناسا Jezero Crater كموقع هبوط للمركبة الجوالة Perseverance لأن العلماء يعتقدون أن المنطقة غمرتها المياه ذات يوم وكانت موطنًا لدلتا نهر قديم.الصورة مقدمة من NASA / JPL-Caltech / MSSS / JHU-APL

على المريخ القديم ، والمياه المنحوتة القنوات وتحمل الرواسب لتشكيل مراوح ودلتا في أحواض البحيرة. يكشف فحص البيانات الطيفية من المدار أن بعض هذه الرواسب تحتوي على معادن تشير إلى تغير كيميائي في الماء. هنا في دلتا فوهة جيزيرو ، تحتوي الرواسب على الطين والكربونات.

على الأرض ، تساعد الكربونات في تكوينهاالهياكل التي تكون صلبة بما يكفي للبقاء على قيد الحياة كأحفورة لمليارات السنين. بما في ذلك في شكل أصداف البحر والشعاب المرجانية وبعض ستراتوليت - الحجارة التي تشكلت على هذا الكوكب من قبل الحياة الميكروبية القديمة على طول السواحل ، حيث كان هناك الكثير من ضوء الشمس والماء.

تفسر إمكانية وجود هياكل شبيهة بالستروماتوليت على سطح المريخ سبب جعل تركيز الكربونات التي تتبع ساحل جيزيرو المنطقة جذابة للغاية للعلماء.

ما الذي تأخذه المركبة الجوالة Perseverance معها في مهمة إلى المريخ؟

• SHERLOC هو ماسح ضوئي لموائل رامان والتلألؤ للمواد العضوية والمواد الكيميائية.
• تعد طائرة Ingenuity Mars Helicopter أول طائرة هليكوبتر ستحاول ناسا التحليق بها في الغلاف الجوي على المريخ.
• عينات من بدلات الفضاء لرواد الفضاء المستقبليين تسافر إلى المريخ والقمر.
• نيزك من المريخ وخصائصه المعروفةسيكون بمثابة أداة معايرة لمقارنة أداء أداة العربة الجوالة. سيعطي هذا ثقة إضافية لأي اكتشافات قد يقوم بها الروبوت.

شيرلوك. اجمع المواد, سيتحقق من البدلات ويعيد النيزك من المريخ إلى المنزل

مسح الموائل باستخدامتشتت وتألق رامان للمواد العضوية والكيميائية له لقب: شيرلوك. مثبتة على الذراع الروبوتية للمركبة الجوالة ، تستخدم SHERLOC مقياس الطيف والليزر والكاميرا للبحث عن المواد العضوية والمعادن التي تغيرت بفعل البيئة المائية والتي قد تكون علامات على الحياة الميكروبية في الماضي.

مهمتها الرئيسية هي الكشف على نطاق صغير عن المعادن والجزيئات العضوية والبصمات الحيوية المحتملة.

ماذا تريد أن تعرف عن الجهاز؟

• يعمل SHERLOC ليلاً أو نهارًا.
• لا يحتاج إلى اللمس. تضع المثابرة SHERLOC على مسافة 5 سم تقريبًا فوق هدف جمع البيانات. هذه التقنية لا تلوث موقع التحقيق.
• لدى SHERLOC عدسة مكبرة، مثل عدسة المحقق كونان دويل، لرؤية التفاصيل الصغيرة.
• تقوم شركة SHERLOC بجمع الأدلة. ويستخدم ضوء الليزر فوق البنفسجي للكشف عن المواد الكيميائية العضوية بنفس الطريقة التي يبحث بها محققو مسرح الجريمة المعاصرون عن الأدلة.

اسم الجهاز SHERLOC مستوحى منهشخصية آرثر كونان دويل، شيرلوك هولمز، المحقق الخيالي الذي حل الجرائم باستخدام الملاحظة العلمية. كما يقوم شيرلوك بالمراقبة والتدابير. وسيبحث عن أدلة محتملة على وجود حياة سابقة على المريخ. كان الدكتور جون واتسون شريك هولمز في حل الألغاز. يحتوي الجهاز على كاميرا WATSON، كما أنها تساعد في حل ألغاز الحياة على المريخ.

سيأخذ شيرلوك قطعًا صغيرة من بدلات الفضاء معه لاختبار مدى تحملها لبيئة المريخ القاسية.

والحقيقة هي أن ناسا تستعد لإرسال الأولالمرأة والرجل التالي إلى القمر، جزء من استراتيجية أوسع لإرسال رواد الفضاء الأوائل إلى سطح المريخ. لكن قبل أن يصلوا إلى هناك، سيواجهون سؤالًا حاسمًا: ما الذي يجب عليهم ارتداؤه على المريخ، حيث يسمح الغلاف الجوي الرقيق بوصول المزيد من الإشعاع من الشمس والإشعاع الكوني إلى السطح؟

مصممة بدلات الفضاء من ذوي الخبرة ايمي روسفي مركز جونسون للفضاء التابع لناسا في هيوستن ، يطور بدلات جديدة للقمر والمريخ. إنها عينات البدلة الفضائية النموذجية التي ستذهب إلى المريخ.

يوضح هذا الشكل توضيحًا لنموذج أوليبدلة رائد فضاء على اليسار مع عينات البدلات المدرجة في هدف المعايرة ، أسفل اليمين ، تنتمي إلى أداة SHERLOC الموجودة على متن مركبة المثابرة. ستتم مراقبتهم لمعرفة كيف يتحملون الإشعاع المكثف من سطح المريخ.هدف معايرة شيرلوك لشهر مارس 2020: الهدفمعايرة لتم مسح موطن كوكب المريخ 2020 باستخدام أداةرامان والتألق للمواد العضوية والكيميائية (SHERLOC). الائتمان: ناسامصممة البدلات الفضائية إيمي روس من مركز جونسون للفضاء التابع لناسا تؤيد Z-2، وهي بدلة فضاء نموذجية.

بينما ستقوم المركبة باستكشاف الحفرةأثناء قيام جازيرو بجمع عينات من الصخور والتربة للعودة المستقبلية إلى الأرض، ستتم دراسة خمس قطع صغيرة من مادة البدلة بواسطة أداة SHERLOC. يتم دمج المواد مع جزء من نيزك مريخي في هدف المعايرة.

روهيت بهارتيا من مخازن مهمة المريخ 2020 التابعة لوكالة ناساقطعة من نيزك أنشأها العلماء جاءت من المريخ. من المحتمل أن تُستخدم هذه الشريحة هنا على الأرض لاختبار أداة ليزر لمركبة ناسا مارس 2020 ؛ شريحة منفصلة ستذهب إلى المريخ على متن مركبة الجوالة. الصورة مقدمة من NASA / JPL-Caltech
لقطة مقرّبة لجزء من نيزك العلماءالتي تم التعرف عليها جاءت من المريخ. من المحتمل أن تُستخدم هذه الشريحة هنا على الأرض لاختبار أداة ليزر لمركبة ناسا مارس 2020 ؛ شريحة منفصلة ستذهب إلى المريخ على متن مركبة الجوالة. انقر على الصورة للحصول على الصورة الكاملة والتعليق. الصورة مقدمة من NASA / JPL-Caltech

يستخدم العلماء هذه التقنيات للتأكد من إعداد الجهاز بشكل صحيح من خلال مقارنة القراءات على المريخ بالقراءات الأساسية التي تلقوها على الأرض.

براعة طائرات الهليكوبتر. هل يمكننا الطيران على المريخ؟

قد تقول قوانين الفيزياء أن هذا يكاد يكونغير ممكن. ستقدم مهمة المريخ 2020 التابعة لوكالة ناسا عرضًا تقنيًا يختبر طائرة هليكوبتر خفيفة ستقوم برحلة خاضعة للتحكم إلى المريخ. تزن مفرمة Ingenuity حوالي 1.8 كجم ، لكنها تتمتع بالطموح الكافي.

أظهر الأخوان رايت ذلك باستخدامطائرة تجريبية محتملة رحلة قوية في الغلاف الجوي للأرض. قال هوارد جريب ، كبير طيار المروحية في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا (JPL) في جنوب كاليفورنيا ، إنه باستخدام مروحية الإبداع ، سيحاول العلماء فعل الشيء نفسه على المريخ.

صورة من المثابرة والإبداع(مفهوم الفنان). في فبراير 2021 ، ستصبح المركبة المتجولة 2020 Perseverance Mars 2020 التابعة لناسا وطائرة الهليكوبتر Ingenuity Mars التابعة لناسا (كما هو موضح في مفهوم الفنان) أحدث مستكشفين للوكالة على سطح المريخ. تم تسمية كلاهما من قبل الطلاب في مسابقة مقال. الائتمان: NASA / JPL-Caltechعندما مروحية إبداع المريخ التابعة لناساستحاول إجراء أول رحلة تجريبية لها على الكوكب الأحمر ، وستكون المركبة الجوالة المثابرة مارس 2020 في مكان قريب ، كما يتضح من مفهوم هذا الفنان. الائتمان: NASA / JPL-Caltech.

إليك ما تحتاج لمعرفته حول الإبداع

• براعة - إنها رحلة اختبار
  
  الاصداريحتوي tolette على أربعة مصنوعة خصيصًاتدور شفرات ألياف الكربون في اتجاهين متعاكسين عند حوالي 2400 دورة في الدقيقة - أسرع بعدة مرات من مروحية الركاب على الأرض. كما أنه يتميز بخلايا شمسية وبطاريات ومكونات أخرى مبتكرة. لا يحمل الإبداع أدوات علمية وهو تجربة منفصلة مع روفر مارس 2020 المثابرة.
• ستكون مهمة صعبة
  
  ما الذي يمنع المروحية من التحليق على المريخ؟الغلاف الجوي للمريخ أقل كثافة بنسبة 99% من الغلاف الجوي للأرض، لذلك يجب أن تكون طائرة الهليكوبتر Ingenuity خفيفة الوزن، مع شفرات دوارة أكبر بكثير وتدور بشكل أسرع بكثير من المطلوب لطائرة هليكوبتر بنفس الكتلة على الأرض.
  
  في Jezero Crater، حيث ستهبط المثابرةبراعة، تنخفض درجات الحرارة إلى -90 درجة مئوية ليلاً. ومع ذلك، قام فريق Ingenuity على الأرض باختبار المروحية في درجات حرارة المريخ ويعتقد أنها يجب أن تعمل على المريخ. وكما هو متوقع، يتسبب البرد في تمدد هيكل العديد من أجزاء المروحية.
  
  بالإضافة إلى ذلك، لن يتمكن مراقبو الطيران في مختبر الدفع النفاث من القيام بذلكالسيطرة على المروحية باستخدام عصا التحكم. ويجب إرسال الأوامر في وقت مبكر، مع عودة البيانات الهندسية من المركبة الفضائية بعد فترة طويلة من كل رحلة. وفي الوقت نفسه، سيكون لدى Ingenuity ما يكفي من الاستقلالية لاتخاذ قراراتها الخاصة حول كيفية الطيران إلى نقطة الطريق والحفاظ على دفئها.
• براعةهو اسم مناسب للروبوت الذي هو نتيجة للإبداع الشديد
  
  طالبة المدرسة الثانوية فانيزا روباني من الولاية.قدمت ألاباما في الأصل اسم Ingenuity للمركبة الجوالة Mars 2020 قبل أن يطلق عليها اسم Perseverance. لكن مسؤولي ناسا قرروا أن هذا هو الاسم الأكثر ملاءمة للمروحية، نظرا لمدى التفكير الإبداعي الذي وضعه الفريق في المهمة.
• براعةوقد أظهرت بالفعل الإنجازات التقنية</ p>

  اختبر مهندسو مختبر الدفع النفاث تقدمًا متزايدًانماذج طائرات الهليكوبتر في أجهزة محاكاة فضائية خاصة. في يناير 2019، اجتازت المروحية الفعلية التي تنقل مركبة المثابرة إلى الكوكب الأحمر تقييمها النهائي. فشل أي من هذه الخطوات من شأنه أن يبرر التجربة.

• فريق براعةسيعتمد على نجاح مهمة واحدة في كل مرة
  
  لدى فريق Ingenuity قائمة من المعالم التي يجب عليهم إكمالها قبل أن تتمكن المروحية من الإقلاع والهبوط في ربيع عام 2021.
  
  تشمل المراحل المهام التالية:
  
  - النجاة من الإطلاق من كيب كانافيرال، والانتقال إلى المريخ والهبوط على الكوكب الأحمر،
  - فصل آمن عن المثابرة ،
  - حافظ على دفء نفسك في ليالي المريخ الباردة ،
  - اشحن نفسك باستخدام الألواح الشمسية.
  
  عندما يتم الانتهاء من جميع المراحل ، والإبداعسيجري أول محاولة طيران. إذا سارت الأمور على ما يرام ، فسيقوم فريق Ingenuity بإجراء أربع رحلات تجريبية أخرى على مدار 30 يومًا من أيام المريخ (31 يومًا للأرض).
• نجاح الإبداع سيغير استكشاف المريخ

  والمقصود من البراعة للتظاهرالتقنيات اللازمة للطيران في الغلاف الجوي المريخي. وفي حالة نجاحها، يمكن لهذه التقنيات تمكين المركبات الآلية المتقدمة الأخرى التي يمكن تضمينها في البعثات الروبوتية والبشرية المستقبلية إلى المريخ. وقد توفر وجهة نظر فريدة لا توفرها المركبات المدارية الحالية.

في الرحلة الأولى ، تقلع المروحية إلىعلى بعد بضعة أقدام من الأرض ، تحوم في الهواء لمدة 20-30 ثانية وتهبط. ستكون هذه علامة فارقة: أول رحلة في جو المريخ فائق القوة! بعد ذلك ، سيقوم الفريق برحلات تجريبية إضافية مع زيادة المسافة والارتفاع الأعلى. بعد أن تكمل المروحية عرض التكنولوجيا ، ستواصل المثابرة مهمتها العلمية.