إنجينويتي
PIA23882-MarsHelicopterIngenuity-20200429 (trsp).png
صورة لمروحية إنجينويتي

المشغل مختبر الدفع النفاث
المصنع مختبر الدفع النفاث
تاريخ الإطلاق 30 يوليو 2020، 11:50 UTC
موقع الإطلاق قاعدة كيب كانافيرال للقوات الجوية، مجمع إطلاق 41
موقع الهبوط فوهة جيزيرو
الأبعاد
  • الجسد: 13.6 سـم × 19.5 سـم × 16.3 سـم (5.4 بوصة × 7.7 بوصة × 6.4 بوصة)[1]
  • أرجل الهبوط: 0.384 م (1 قدم 3.1 بوصة)[1]
الطاقة 350 واط[1][2]

إنجينويتي [3][4] (بالإنجليزية: Ingenuity) هي مروحية روبوتية بدون طيار يخطط لاستخدامها في اختبار تكنولوجيا مخصصة للبحث عن أماكن ذات أهمية علمية على المريخ، والمساعدة في تحديد أفضل طرق سير لمركبات المريخ المستقبلية.[5][6] ومن المقرر أن تنفصل المروحية الصغيرة عن برسفيرنس روفر في 19 مارس 2021 (30 سول من تاريخ الهبوط)[7] كجزء من مهمة المريخ 2020 لوكالة ناسا.[8]

من المخطط أن تكون أول رحلة جوية على أي كوكب خارج الأرض،[9] ومن المتوقع أن تطير ما يصل إلى خمس مرات خلال الفترة التجريبية التي ستستغرق 30 يومًا، في وقت مبكر من مهمة المركبة، لأنها في الأساس عرض تقني.[10] مخطط لكل رحلة أن تبلغ ارتفاعات تتراوح من 3–5 متر (10–16 قدم) فوق سطح الأرض. في ما يصل إلى 90 ثانية لكل رحلة، يمكن أن تسافر لمسافة تصل إلى 50 متر (160 قدم) باتجاه المسار ثم تعود إلى نقطة البداية. يمكنها استخدام التحكم الذاتي خلال رحلاتها القصيرة، وعلى الرغم من أن الرحلات الجوية سيتم تخطيطها آليًا وكتابتها بواسطة وحدات التحكم في مختبر الدفع النفاث فستتواصل مع المركبة برسفيرنس مباشرة بعد كل هبوط. إذا عملت كما هو متوقع، يمكن لوكالة ناسا أن تعدل على التصميم للمهمات الجوية المستقبلية علي المريخ.[11]

ميمي أونغ هي قائدة المشروع [12] ومن بين المساهمين الآخرين شركة أيروفايرنمنت، ومركزي أميس ولانغلي للأبحاث التابعين لناسا.[13]

تصميمعدل

رسم بياني يوضح مكونات إنجينويتي

صممت إنجينويتي لتكون عرضًا تقنيًا لمختبر الدفع النفاث لتقييم ما إذا كانت هذه التكنولوجيا يمكن أن تطير بأمان، ولتوفير تخطيطات وتوجيهات أفضل من شأنها أن تمنح مراقبي المهام في المستقبل مزيدًا من المعلومات للمساعدة في تخطيط طرق السفر وتجنب المخاطر، بالإضافة إلى تحديد نقاط الاهتمام للعربة الجوالة.[14][15][16] صممت المروحية لتوفير صور جوية بدقة تصل إلى عشرة أضعاف دقة الصور المدارية، وستعرض الملامح التي قد تكون محجوبة من كاميرات المركبة الجوالة. ومن المتوقع أن يمكّن هذا الاستكشاف المركبات الجوالة المستقبلية من القيادة بأمان حتى ثلاثة أضعاف المسافة لكل سول.[17]

تستخدم المروحية دوارات محورية معكوسة الدوران بقطر حوالي 4 قدم (1.2 م). مخطط لحمولتها[بحاجة لتحديث] أن تكون كاميرا عالية الدقة موجهة إلي الأسفل للملاحة، والهبوط، والمسح العلمي للتضاريس، ونظام اتصالات لنقل البيانات إلى مركبة برسفيرنس.[18] على الرغم من أنها طائرة، إلا أنه يتم بناؤها وفقًا لمواصفات المركبات الفضائية من أجل تحمل قوة التسارع والاهتزاز أثناء الإطلاق. وتشمل أيضًا أنظمة مقاومة للإشعاع قادرة على العمل في بيئة المريخ شديدة البرودة. يمنع المجال المغناطيسي غير المتسق للمريخ استخدام البوصلة للملاحة، لذلك من المخطط استخدام كاميرا تعقب شمسية مدمجة في نظام الملاحة بالقصور الذاتي المرئي الخاصة بمختبر الدفع النفاث. تتضمن بعض الإضافات مدوار، واودومتري بصري ومميال، ومقياس للارتفاع وكاشفات مخاطر.[19]وهي مصممة لاستخدام الألواح الشمسية لإعادة شحن بطارياتها، وتتكون الألواح من ست خلايا سوني-أيون الليثيوم مع 35-40 و-س (130-140 ك.ج) من سعة طاقة البطارية [9] (سعة اللوحة 2 أ-س).[11]

يستخدم الكمبيوتر الرئيسي لـ إنجينويتي معالج كوالكوم سناب دراغون ولوحة طيران كوالكوم التي توزعها شركة إنترينسينك، مع نظام تشغيل لينكس.[11] من بين الوظائف الأخرى، يتحكم هذا في خوارزمية التنقل المرئي عبر تقدير السرعة المشتق من الملامح المتعقبة بالكاميرا.[11] معالج كوالكوم متصل بوحدتي متحكم دقيق (MCUs) لأداء وظائف توجيه المروحية المطلوبة.[11] تكون الاتصالات مع المركبة عبر رابط راديو يستخدم بروتوكولات اتصال زيجبي منخفضة الطاقة، تنفذ عبر رقائق سيفليكس 02 (SiFlex) 900 ميغاهيرتز الموجودة في كل من المركبة والمروحية.[11] تم تصميم نظام الاتصالات لنقل البيانات بسرعة 250 كيلوبت/ثانية عبر مسافات تصل إلى 1،000 متر (3،300 قدم).[11]

تسافر المروحية حاليًا إلى كوكب المريخ متصلة بالجانب السفلي من المركبة الجوالة برفيرنس وسيتم فصلها على السطح بعد 60-90 سول من الهبوط، أو بين 19 أبريل و 19 مايو 2021. بعد ذلك، من المتوقع أن تقود المركبة الجوالة حوالي 100 م (330 قدم) بعيدًا لبداية مهمة الطيران التجريبي للمروحية.[20][21]

سرعة الدوار 2400 دورة/دقيقة[22]
سرعة حد الشفرة <0.7 ماخ[4]
وقت العمل 1 إلي 5 رحلات طيران خلال 30 سول.
وقت الطيران إلي 90 ثانية لكل رحلة طيران
النطاق الأقصي للطيران 50 م (160 قدم)
النطاق الأقصي للراديو 1,000 م (3,300 قدم)[23]
الارتفاع الأقصي 5 م (16 قدم)
السرعة القصوي
  • أفقيًا: 10 م/ث (33 قدم/ث)[13]
  • عموديًا: 3 م/ث (9.8 قدم/ث)[13]
سعة البطارية 35–40 و·س (130–140 كـجول)[24]

اختباراتعدل

في عام 2019، تم اختبار التصاميم الأولية لإنجينويتي على الأرض في ظروف محاكية للغلاف الجوي والجاذبية الخاصة بالمريخ. لاختبار الطيران، استخدمت حجرة فراغية كبيرة لمحاكاة الضغط الجوي المنخفض للغاية للمريخ - حوالي 0.6٪ من الضغط الجوي القياسي عند مستوى سطح البحر على الأرض - وهو ما يعادل مروحية تحلق على ارتفاع 34,000 م (112,000 قدم) في الغلاف الجوي للأرض. من أجل محاكاة مجال الجاذبية المنخفض جدًا للمريخ، تم تعويض 62٪ من جاذبية الأرض يحبل يسحب لأعلى أثناء اختبارات الطيران.[9]

إعادة تصميم مركبة المريخ المستقبليةعدل

يمكن لعرض تقنية إنجينويتي أن يشكل الأساس الذي يمكن من خلاله تطوير طائرات أكثر قدرة للاستكشاف الجوي للمريخ والأهداف الكوكبية الأخرى ذات الغلاف الجوي. [14][11][25] يمكن أن يتراوح الجيل القادم من الطائرات الدوارة بين 5 و 15 كجم في الوزن مع حمولات علمية تتراوح بين 0.5 و 1.5 كجم. يمكن لهذه الطائرات المحتملة أن يكون لها اتصال مباشر بمركبة مدارية.[21] يمكن للمروحيات المستقبلية أن تستخدم لاستكشاف مناطق خاصة بها جليد ماء مكشوف أو محلول ملحي حيث يمكن أن تعيش الحياة الميكروبية على الأرض. يمكن أيضًا التفكير في استخدام مروحيات المريخ من أجل مهمات الاستعادة السريعة للعينات المخزنة الصغيرة إلى مركبة عودة علي المريخ للعودة إلى الأرض مثل تلك التي سيتم إطلاقها في عام 2026. [26][11]

تطويرعدل

نشر مختبر الدفع النفاث لوكالة ناسا وأيروفايرنمنت التصميم التصوري في عام 2014 لمروحية استكشافية لمرافقة المركبة الجوالة.[13][27][28] بحلول منتصف عام 2016، طُلب 15 مليون دولار أمريكي لمواصلة تطوير المروحية على المسار الصحيح.[29] بحلول ديسمبر 2017، تم اختبار النماذج الهندسية للمركبة في محاكاة الغلاف الجوي للمريخ [11][30] وكانت النماذج تخضع للاختبار في القطب الشمالي، ولكن لم تتم الموافقة على إدراجها في المهمة أو تمويلها بعد.[31] أعلنت الميزانية الفيدرالية للولايات المتحدة في مارس 2018 إعطاء 23 مليون دولار أمريكي لتطوير المروحية لمدة عام واحد[32][33] وتم الإعلان في 11 مايو 2018 أنه يمكن تطوير المروحية واختبارها في الوقت المناسب ليتم تضمينها في مهمة المريخ 2020.[34] خضعت المروحية لاختبارات بيئة وديناميكية طيران مكثفة،[11][35] ثم تم تركيبها على الجانب السفلي من العربة الجوالة برسفيرنس في أغسطس 2019.[36] كتلتها أقل بقليل من 1.8 كيلوغرام (4.0 رطل)[35] وحدد مختبر الدفع النفاث (JPL) أنه يخطط للحصول على عمر تصميمي قادر علي القيام ب 5 رحلات على المريخ.[37][34] تم تسمية المروحية من قبل فانيزا روباني، طالبة بالصف الحادي عشر في مدرسة مقاطعة تسكالوسا الثانوية في نورث بورت، ألاباما، والتي قدمت مقالًا في مسابقة "سمي المركبة" لوكالة ناسا.[3][38] استثمرت ناسا حوالي 80 مليون دولار أمريكي لبناء مروحية المريخ إنجينويتي وحوالي 5 ملايين دولار أمريكي لتشغيل المروحية.[26]

انظر أيضًاعدل

مراجععدل

  1. أ ب ت "Ingenuity Mars Helicopter Landing Press Kit" (PDF). NASA. January 2021. مؤرشف من الأصل (PDF) في 04 فبراير 2021. اطلع عليه بتاريخ 14 فبراير 2021. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  2. ^ "Mars Helicopter". NASA Mars. NASA. مؤرشف من الأصل في 16 أبريل 2020. اطلع عليه بتاريخ May 2, 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)  تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر المُتاح في الملكية العامة.
  3. أ ب Hautaluoma, Grey; Johnson, Alana; Agle, D.C. (April 29, 2020). "Alabama High School Student Names NASA's Mars Helicopter". NASA. مؤرشف من الأصل في 30 أبريل 2020. اطلع عليه بتاريخ 29 أبريل 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)  تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر المُتاح في الملكية العامة.
  4. أ ب Mars Helicopter Scout. video presentation at Caltech  تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر المُتاح في الملكية العامة. نسخة محفوظة 2019-08-17 على موقع واي باك مشين.
  5. ^ Chang, Kenneth (23 June 2020). "Mars Is About to Have Its "Wright Brothers Moment" - As part of its next Mars mission, NASA is sending an experimental helicopter to fly through the red planet's thin atmosphere". نيويورك تايمز. مؤرشف من الأصل في 23 يونيو 2020. اطلع عليه بتاريخ 23 يونيو 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  6. ^ Leone, Dan (November 19, 2015). "Elachi Touts Helicopter Scout for Mars Sample-Caching Rover". SpaceNews. اطلع عليه بتاريخ 20 نوفمبر 2015. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  7. ^ businessinsider.in. "Deploy Date". businessinsider.in. مؤرشف من الأصل في 10 فبراير 2021. اطلع عليه بتاريخ 28 يناير 2021. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)  تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر المُتاح في الملكية العامة.
  8. ^ Agle, D.C.; Hautaluoma, Gray; Johnson, Alana (23 June 2020). "How NASA's Mars Helicopter Will Reach the Red Planet's Surface". ناسا. اطلع عليه بتاريخ 23 يونيو 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)  تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر المُتاح في الملكية العامة.
  9. أ ب ت استشهاد فارغ (مساعدة)
  10. ^ Decision expected soon on adding helicopter to Mars 2020. Jeff Fout. Space News. May 4, 2018.
  11. أ ب ت ث ج ح خ د ذ ر ز Mars Helicopter Technology Demonstrator نسخة محفوظة 1 April 2019 على موقع واي باك مشين.. (PDF) J. (Bob) Balaram, Timothy Canham, Courtney Duncan, Matt Golombek, Håvard Fjær Grip, Wayne Johnson, Justin Maki, Amelia Quon, Ryan Stern, and David Zhu. American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA), SciTech Forum Conference; January 8–12, 2018, Kissimmee, Florida. doi:10.2514/6.2018-0023  تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر المُتاح في الملكية العامة.
  12. ^ MiMi Aung - Autonomous Systems Deputy Division Manager نسخة محفوظة 5 June 2018 على موقع واي باك مشين.. NASA/JPL  تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر المُتاح في الملكية العامة.
  13. أ ب ت ث Generation of Mars Helicopter Rotor Model for Comprehensive Analyses نسخة محفوظة 1 January 2020 على موقع واي باك مشين.. (PDF) Witold J. F. Koning, Wayne Johnson, Brian G. Allan. NASA Rotorcraft. 2018  تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر المُتاح في الملكية العامة.
  14. أ ب Brown, Dwayne; Wendel, JoAnna; Agle, D.C.; Northon, Karen (May 11, 2018). "Mars Helicopter to Fly on NASA's Next Red Planet Rover Mission". NASA. مؤرشف من الأصل في 11 مايو 2018. اطلع عليه بتاريخ 11 مايو 2018. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)  تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر المُتاح في الملكية العامة.
  15. ^ Chang, Kenneth. "A Helicopter on Mars? NASA Wants to Try". نيويورك تايمز. مؤرشف من الأصل في 12 مايو 2018. اطلع عليه بتاريخ 12 مايو 2018. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  16. ^ Gush, Loren (May 11, 2018). "NASA is sending a helicopter to Mars to get a bird's-eye view of the planet - The Mars Helicopter is happening". ذا فيرج. مؤرشف من الأصل في 06 ديسمبر 2020. اطلع عليه بتاريخ 11 مايو 2018. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  17. ^ Review on space robotics: Toward top-level science through space exploration (PDF). Y Gao, S Chien - Science Robotics, 2017. GaoChien_no figure_final.pdf نسخة محفوظة 2019-04-28 على موقع واي باك مشين.
  18. ^ Volpe, Richard. 2014 paper, volpe, v8.pdf "2014 Robotics Activities at JPL" تحقق من قيمة |مسار أرشيف= (مساعدة) (PDF). Jet Propulsion Laboratory. NASA. مؤرشف من الأصل (PDF) في 16 أكتوبر 2020. اطلع عليه بتاريخ September 1, 2015. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)  تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر المُتاح في الملكية العامة.
  19. ^ Heading Estimation via Sun Sensing for Autonomous Navigation. Parth Shah. 2017. نسخة محفوظة 2018-11-02 على موقع واي باك مشين.
  20. ^ "NASA's Mars Helicopter: Small, Autonomous Rotorcraft To Fly On Red Planet" نسخة محفوظة 10 July 2018 على موقع واي باك مشين.. Shubham Sharma, International Business Times. May 14, 2018.
  21. أ ب "Mars Helicopter a new challenge for flight" (PDF). NASA. July 2018. مؤرشف من الأصل (PDF) في 01 يناير 2020. اطلع عليه بتاريخ 20 يوليو 2018. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)  تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر المُتاح في الملكية العامة.
  22. ^ "Mars Helicopter Fact Sheet" (PDF). NASA. February 2020. مؤرشف (PDF) من الأصل في 22 مارس 2020. اطلع عليه بتاريخ May 2, 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)  تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر المُتاح في الملكية العامة.
  23. ^ Mars Helicopter Technology Demonstrator نسخة محفوظة 1 April 2019 على موقع واي باك مشين.. (PDF) J. (Bob) Balaram, Timothy Canham, Courtney Duncan, Matt Golombek, Håvard Fjær Grip, Wayne Johnson, Justin Maki, Amelia Quon, Ryan Stern, and David Zhu. American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA), SciTech Forum Conference; January 8–12, 2018, Kissimmee, Florida. doi:10.2514/6.2018-0023  تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر المُتاح في الملكية العامة.
  24. ^ First Flight on Another Planet!. Veritasium. 10 August 2019. مؤرشف من الأصل في 28 يوليو 2020. اطلع عليه بتاريخ 03 أغسطس 2020 – عبر يوتيوب. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  25. ^ "Mars Helicopter a new challenge for flight" (PDF). NASA. July 2018. مؤرشف من الأصل (PDF) في 01 يناير 2020. اطلع عليه بتاريخ 09 أغسطس 2018. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)  تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر المُتاح في الملكية العامة.
  26. أ ب "Mars 2020 Perseverance Launch Press Kit" (PDF). NASA. 24 June 2020. مؤرشف من الأصل (PDF) في 20 يناير 2021. اطلع عليه بتاريخ 20 أغسطس 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)  تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر المُتاح في الملكية العامة.
  27. ^ J. Balaram and P. T. Tokumaru, "Rotorcrafts for Mars Exploration", in 11th International Planetary Probe Workshop, 2014. Bibcode 2014LPICo1795.8087B https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2014LPICo1795.8087B/abstract نسخة محفوظة 2021-02-17 على موقع واي باك مشين.
  28. ^ Benjamin T. Pipenberg, Matthew Keennon, Jeremy Tyler, Bart Hibbs, Sara Langberg, J. (Bob) Balaram, Håvard F. Grip and Jack Pempejian. "Design and Fabrication of the Mars Helicopter Rotor, Airframe, and Landing Gear Systems", American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA), SciTech Forum Conference; January 7–11, 2019, San Diego, CA
  29. ^ Berger, Eric (May 24, 2016). "Four wild technologies lawmakers want NASA to pursue". ARS Technica. مؤرشف من الأصل في 07 فبراير 2021. اطلع عليه بتاريخ 24 مايو 2016. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  30. ^ Clarke, Stephen (May 14, 2018). "Helicopter to accompany NASA's next Mars rover to Red Planet". Spaceflight Now. مؤرشف من الأصل في 07 فبراير 2021. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  31. ^ Dubois, Chantelle (November 29, 2017). "Drones on Mars? NASA Projects May Soon Use Drones for Space Exploration". All About Circuits. مؤرشف من الأصل في 07 ديسمبر 2017. اطلع عليه بتاريخ 14 يناير 2018. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  32. ^ NASA Mars exploration efforts turn to operating existing missions and planning sample return. Jeff Foust, Space News. February 23, 2018
  33. ^ NASA to decide soon whether flying drone will launch with Mars 2020 rover. Stephen Clarke, Spaceflight Now. March 15, 2018 نسخة محفوظة 2021-02-07 على موقع واي باك مشين.
  34. أ ب Mars Helicopter to Fly on NASA's Next Red Planet Rover Mission نسخة محفوظة 11 May 2018 على موقع واي باك مشين.. Karen Northon, NASA News. May 11, 2018  تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر المُتاح في الملكية العامة.
  35. أ ب Agle, AG; Johnson, Alana (March 28, 2019). "NASA's Mars Helicopter Completes Flight Tests". NASA. مؤرشف من الأصل في 29 مارس 2019. اطلع عليه بتاريخ 28 مارس 2019. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)  تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر المُتاح في الملكية العامة.
  36. ^ NASA's Mars Helicopter Attached to Mars 2020 Rover نسخة محفوظة 4 November 2019 على موقع واي باك مشين.. NASA News – JPL. August 28, 2019  تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر المُتاح في الملكية العامة.
  37. ^ Yes, NASA Is Actually Sending a Helicopter to Mars: Here's What It Will Do. نسخة محفوظة 15 May 2018 على موقع واي باك مشين. Sarah Lewin, Space. May 12, 2018.
  38. ^ Agle, D.C.; Cook, Jia-Rui; Johnson, Alana (April 29, 2020). "Q&A with the Student Who Named Ingenuity, NASA's Mars Helicopter". NASA. مؤرشف من الأصل في 04 يونيو 2020. اطلع عليه بتاريخ 29 أبريل 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)  تتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر المُتاح في الملكية العامة.