مركبة التحمل المُصممة للبقاء على قيد الحياة في الليل القمري
التحمل هو مهمة تدفع الحدود إلى أقصى حد. إنها عبارة عن آلية قمرية جبارة. تم تصنيفها باسم مهمة إعادة العينات Endurance، وسوف تجمع قطعًا وأجزاء من مواقع قمرية رئيسية لاسترجاعها لاحقًا من قبل رواد الفضاء في المستقبل في برنامج Artemis التابع لوكالة ناسا. علاوة على ذلك، سيتم نقل المقتنيات عالية القيمة التي تم انتزاعها من تلك المواقع البعيدة إلى الأرض بواسطة رواد الفضاء. بدأت وكالة ناسا في وضع مخطط مركبة Endurance لاجتياز حوض القطب الجنوبي العملاق - أيتكين (SPA)، وهو أرض عجائب قمرية مليئة بالمفاجآت الجيولوجية الواعدة. ستكون Endurance مهمة غير مسبوقة.
قراءة مقترحة
أولوية عالية
تضع الأكاديميات الوطنية مهمة Endurance ضمن أولويات علوم الكواكب وعلم الأحياء الفلكية للفترة 2023-2032، مع تصنيفها كمهمة استراتيجية متوسطة المستوى ذات أولوية قصوى ضمن برنامج اكتشاف واستكشاف القمر التابع لوكالة ناسا. ويتركز النقاش حول مسارين للتنفيذ، مع هدف الوصول إلى اثني عشر موقعًا رئيسيًا ودراستها وجمع عينات مختارة منها.
مسارا إعادة عينات Endurance
| النسخة | طريقة إعادة العينات | دور البشر أو الروبوتات |
|---|---|---|
| Endurance-R | تنقل العينات إلى مركبة روبوتية تعود إلى الأرض وتهبط بشكل منفصل. | المسار يعتمد على إعادة روبوتية للعينات. |
| Endurance-A | تنقل مخبأ العينات إلى رواد فضاء Artemis قرب القطب الجنوبي للقمر. | يقوم الطاقم بتحليل العينات وفرزها وإعادة مجموعة فرعية إلى الأرض. |
دفع الحدود
في مختبر الدفع النفاث (JPL)، تجري دراسات فنية لتقييم خيارات التنقل لمهمة إعادة عينة SPA. من وجهة نظر الروبوتات، ما مدى صعوبة مثل هذا المشروع وكيف يمكن الاستفادة على أفضل وجه من مهام المركبة الجوالة في الماضي وتلك الجارية الآن؟ جيمس كين هو عالم أبحاث في مختبر الدفع النفاث وكان بطل العلوم لدراسة مفهوم مهمة Endurance. وقال كين إن مركبة ناسا المريخية "بيرسيفيرانس" هي المركبة الأكثر تقدمًا في الخدمة حاليًا. وأضاف: "ستقطع إندورانس مسافة أبعد بنحو 100 مرة، وستتحرك بسرعة أكبر بكثير، وستجمع كتلة عينات أكبر بنحو 200 مرة من بيرسيفيرانس. وستكون إندورانس أيضًا أول مركبة كوكبية تسير ليلاً. هذه مهمة ذات نطاق لم نحاول القيام به من قبل".
الاستثمارات في الاستقلالية
في حين أن هذه قفزات كبيرة في مجال الروبوتات، إلا أن هذه القدرات أصبحت ممكنة بالفعل بفضل مركبات المريخ والاستثمارات في الاستقلالية هنا على الأرض. قال كين: "على سبيل المثال، تقوم مركبة بيرسيفيرانس بالفعل بالقيادة المستقلة على المريخ". "تتيح هذه الاستقلالية للمركبة بيرسيفيرانس إنجاز المزيد من العلوم والوصول إلى مواقع عينات أكثر إثارة للاهتمام. وقال كين إن إندورانس ستتحرك بسرعة أكبر بنحو عشر مرات من بيرسيفيرانس، مع الأخذ في الاعتبار السرعة القصوى التي يجب أن تتحرك بها المركبة بشكل مستقل. وأضاف أن الآلة ستحتاج إلى العمل بشكل مستقل، والقيادة عبر دورة الليل والنهار القمرية الكاملة، في ظل مجموعة أوسع من ظروف الإضاءة والتطرف الحراري.
عينات متنوعة
المهمة العلمية الأساسية لإندورانس هي جمع عينات متنوعة جيولوجيًا من مواقع موزعة عبر حوض القطب الجنوبي - أيتكين. صعوبة المهمة لا تأتي من قيمة العينات وحدها، بل من اتساع الحوض وتباعد المواقع الرئيسية بمئات الكيلومترات، على الجانب البعيد من القمر ومع بيانات سطحية محدودة وخارج الاتصالات المباشرة مع الأرض.
حجم الحوض بالمقارنة بفوهة جيل
الاستدلال واتخاذ القرار
عند وصول Endurance إلى مواقع العينات، يجمع تصور التشغيل بين مشاركة الأرض في التحقيق والتخطيط والمراقبة، وبين استقلالية أكبر على متن المركبة للتقييم والاستدلال واتخاذ القرار أثناء الرحلة الطويلة عبر حوض القطب الجنوبي - أيتكين.
تسلسل التشغيل بين الموقع والأرض
الوصول إلى مواقع العينات
يتوقع الباحثون العمل في أوضاع الأرض داخل الحلقة حتى يتمكن العلماء على الأرض من التحقيق في المواقع وجمع العينات.
التخطيط الاستراتيجي
تشارك فرق التشغيل على الأرض في تعديل مسار Endurance بإيقاع أقل بكثير لكل مسافة مقطوعة.
مراقبة القياس عن بعد
يراقب مراقبو الأرض أداء المركبة وتدهور مكونات الروبوت، ثم يضبطون الخطة وفقًا لذلك.
استقلالية على متن المركبة
ستتمتع المركبة بدرجة أكبر من القدرة على تقييم الموقف والاستدلال واتخاذ القرار في ظروف إضاءة وحرارة صعبة.
معالجة الأعطال والإنتاجية
سيشارك المشغلون في تقييم ومعالجة الأعطال عبر الرحلة الطويلة، بما يقود إلى مستوى غير مسبوق من إنتاجية سطح الكوكب.
أهداف علمية ذات أولوية
وفي الوقت نفسه، وبينما يتم تحديد التحديات الفنية والإجرائية التي قد تواجهها إنديفور، تعمل مديرية بعثات العلوم التابعة لوكالة ناسا على إطلاق فريق تعريف العلوم لجلب عينات حوض القطب الجنوبي واستكشافها (SPARX). تتمثل مهمة فريق تعريف العلوم (SDT) في تقديم تحليل للأهداف والمتطلبات العلمية ذات الأولوية وأساليب التنفيذ المختلفة لمهمة مخصصة لجمع عينات حوض القطب الجنوبي واستكشافها. "ستستخدم وكالة ناسا تحليلات فريق تعريف العلوم لإبلاغ القرارات بشأن الأهداف العلمية ذات الأولوية وتنفيذ مهمة جلب عينات حوض القطب الجنوبي واستكشافها في الأمد القريب"، من خلال مسارات التنفيذ البشرية و/أو الآلية. ومن المتوقع أن يبدأ فريق تعريف العلوم هذا في الربع الأول من عام 2025 ويستمر لمدة 12-18 شهرًا.