قد نعيش في العصر الذهبي لاستكشاف المريخ. مع وجود العديد من المدارات حول المريخ واثنين من المركبات التي تعمل على سطح الكوكب الأحمر ، تنمو معرفتنا بالمريخ بمعدل غير مسبوق. لكن الأمر لم يكن بهذه الطريقة دائمًا. يعد الوصول إلى المريخ وهبوطه بأمان على السطح تحديًا صعبًا ، وقد فشل العديد من الهبوط المرسلين إلى المريخ.
ومن المقرر أن تصل البعثة المشتركة لوكالة الفضاء الأوروبية / روسكوزموس مارس اكسبريس وهبوطها شياباريلي إلى المريخ في غضون 15 يومًا فقط. حان الوقت الآن للنظر في التحديات التي تواجه الحصول على مركبة هبوط على كوكب المريخ ، وكذلك لإلقاء نظرة على العديد من المحاولات الفاشلة.
في الوقت الحالي ، تمتلك وكالة ناسا حقوق المفاخرة باعتبارها المنظمة الوحيدة التي نجحت في تحقيق المسابر على كوكب المريخ. وقد فعلوا ذلك عدة مرات. لكنهم لم يكونوا أول من حاولوا. حاول الاتحاد السوفياتي أولاً.
أرسل الاتحاد السوفييتي عدة مجسات إلى المريخ ابتداء من الستينيات. قاموا بمحاولتهم الأولى في عام 1962 ، لكن هذه المهمة فشلت في الانطلاق. يوضح هذا الفشل التحدي الأول في الحصول على طائرة تهبط على كوكب المريخ: الصواريخ. نحن أفضل بكثير في مجال الصواريخ مما كنا عليه في الستينيات ، لكن الحوادث لا تزال تحدث.
ثم في عام 1971 ، أرسل السوفييت زوجًا من المجسات إلى كوكب المريخ يُدعى المريخ 2 والمريخ 3. وكان كلاهما مدارات مع مهبطين قابلين للانفصال متجهين إلى سطح المريخ. مصير المريخ 2 والمريخ 3 يقدم أمثلة توضيحية أخرى للتحديات في الوصول إلى المريخ.
نجح المريخ 2 في الانفصال عن مداره بنجاح ، لكنه تحطم في السطح ودمر. من المحتمل أن يكون سبب الانهيار زاوية الانحدار ، التي كانت شديدة الانحدار. هذا قاطع تسلسل الهبوط ، مما يعني فشل المظلة في الانتشار. لذا فإن المريخ 2 يتميز بكونه أول كائن من صنع الإنسان يصل إلى المريخ.
كان المريخ 3 تمامًا مثل المريخ 2. كان السوفييت يحبون القيام بمهام في أزواج في ذلك الوقت ، من أجل التكرار. انفصل المريخ 3 عن مداره واتجه إلى سطح المريخ ، ومن خلال مزيج من الانكسار الديناميكي والصواريخ والمظلات ، أصبح أول مركبة تقوم بهبوط ناعم على المريخ. لذلك كان نجاحًا نوعًا ما.
ولكن بعد 14.5 ثانية فقط من نقل البيانات ، ساد الهدوء ولم يسمع به من جديد. كان السبب على الأرجح عاصفة ترابية شديدة. في تحول غريب للأحداث ، وصلت مركبة الفضاء مارينر 9 التابعة لناسا إلى المريخ قبل أيام فقط من المريخ 2 و 3 ، لتصبح أول مركبة فضائية تدور حول كوكب آخر. لقد التقطت صورًا لعواصف الغبار التي تخفي الكوكب ، والتي لا يمكن رؤية فوقها سوى أوليمبوس مونس البركانية. قدمت هذه الصور شرحًا لفشل المريخ 3.
في عام 1973 ، حاول السوفييت مرة أخرى. أرسلوا أربع سفن إلى المريخ ، اثنان منهم من الهبوط ، المريخ 6 والمريخ 7. المريخ 6 فشل في التأثير ، لكن مصير مارس 7 ربما كان أكثر مأساوية. غاب عن المريخ بالكامل ، بحوالي 1300 كم ، وهو في مدار حلزوني حتى يومنا هذا. في يومنا وعصرنا ، نفترض فقط أن مركبة الفضاء الخاصة بنا ستذهب إلى حيث نريدها ، ولكن المريخ 7 يظهر لنا أنه يمكن أن تسير الأمور كلها بشكل خاطئ. بعد كل شيء ، المريخ هدف متحرك.
في السبعينيات ، كانت وكالة ناسا جديدة من نجاح برنامج أبولو ، وكانت تضع مواقعها على كوكب المريخ. لقد طوروا برنامج الفايكنج الذي شهد إرسال هبوطين ، فايكنغ 1 و فايكنغ 2 ، إلى المريخ. كلاهما كانا تكوينات المسبار / الهبوط ، وهبط كلا الهبوطين بنجاح على سطح المريخ. أعاد الفايكنج صورًا جميلة للمريخ تسببت في إثارة في جميع أنحاء العالم.
في عام 1997 ، وصلت مارتيان باثفايندر من وكالة ناسا إلى المريخ وهبطت بنجاح. كانت باثفايندر نفسها ثابتة ، لكنها جلبت معها عربة صغيرة تسمى Sojourner. استكشف Sojourner منطقة الهبوط الفوري حول Pathfinder. أصبحت Sojourner أول مركبة روفر تعمل على كوكب آخر.
تمكنت Pathfinder من إرسال ما يزيد عن 16000 صورة للمريخ مع بياناتها العلمية. كان أيضًا دليلاً على مهمة المفهوم لتقنيات مثل تجنب العوائق الآلية والوسادة الهابطة بوساطة الوسادة الهوائية. ساعد Pathfinder في وضع الأساس لبعثة استكشاف كوكب المريخ. وهذا يعني الروح والفرصة.
ولكن بعد Pathfinder ، وقبل الروح والفرصة ، جاء وقت الفشل في محاولات هبوط المريخ. لقد شارك الجميع في الفشل ، على ما يبدو ، حيث عانت روسيا واليابان والولايات المتحدة ووكالة الفضاء الأوروبية من فشل مرير. ساهمت أعطال الصواريخ والأخطاء الهندسية والأخطاء الطرفية الأخرى في الفشل.
نفد وقود مركبة نوزومي اليابانية قبل الوصول إلى المريخ. فشل مارس بولار لاندير من وكالة ناسا في محاولة الهبوط. فشلت Deep Space 2 التابعة لوكالة ناسا ، وهي جزء من مهمة Polar Lander ، في هبوطها بدون مظلة ولم يتم سماعها أبدًا. وصلت مركبة الهبوط Beagle 2 التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية إلى السطح ، لكن اثنتين من ألواحها الشمسية فشلت في الانتشار ، منهيةً مهمتها. انضم الروسي إلى الفشل مرة أخرى ، مع مهمة Phobos-Grunt ، التي كانت في الواقع متجهة إلى القمر المريخي فوبوس ، لاستعادة عينة وإرسالها إلى الأرض.
في أحد الإخفاقات سيئة السمعة ، اختلط المهندسون بين استخدام الوحدات الإنجليزية ووحدات القياس ، مما تسبب في احتراق كوكب المريخ المناخي في ناسا عند الدخول. تبين لنا هذه الإخفاقات أن الفشل ليس نادرًا. من الصعب وصعوبة الوصول إلى سطح المريخ.
بعد هذه الفترة من الفشل ، كانت رحلتا ناسا للروح والفرص نجاحات غير مسبوقة. لقد هبطوا على سطح المريخ في كانون الثاني (يناير) 2004. وتجاوز كلاهما مهمتهم المخططة لمدة ثلاثة أشهر ، ولا تزال الفرصة قوية الآن.
إذن ، أين يتركنا الآن؟ وكالة ناسا هي الوحيدة التي نجحت في هبوط مركبة فضاء على كوكب المريخ واستكمالها لمهمتها. لكن وكالة الفضاء الأوروبية وروسيا عازمان على الوصول إلى هناك.
تعد المركبة Schiaparelli ، كجزء من مهمة ExoMars ، في المقام الأول دليلاً على مهمة التكنولوجيا. في الواقع ، اسمها الكامل هو لاندر Schiaparelli EDM ، وهذا يعني وحدة الدخول والتدرج والهبوط.
سيكون لديها بعض القدرات العلمية الصغيرة ، ولكنها مصممة حقًا لإثبات القدرة على دخول الغلاف الجوي للمريخ ، والنزول بأمان ، وأخيرًا ، للهبوط على السطح. في الواقع ، ليس لديها ألواح شمسية أو مصدر طاقة آخر ، وسوف تحمل فقط طاقة بطارية كافية للبقاء لمدة 2-8 أيام.
يواجه Schiaparelli التحديات نفسها التي تواجهها الحرف الأخرى الموجهة إلى المريخ. بمجرد إطلاقه بنجاح ، كان عليه ، أن يضطر إلى التنقل في طريقه إلى المريخ. استغرق ذلك حوالي 6 أشهر ، وبما أن ExoMars على بعد 15 يومًا فقط من الوصول إلى كوكب المريخ ، يبدو أنها نجحت في شق طريقها. ولكن ربما يكون الجزء الأكثر صعوبة هو التالي: الدخول في الغلاف الجوي.
Schiaparelli مثل معظم الحرف المريخية. سوف تدخل البالستية في الجو المريخي ، وهذا يجب أن يتم بشكل صحيح. ليس هناك مجال للخطأ. زاوية الدخول هي المفتاح هنا. إذا كانت الزاوية شديدة الانحدار ، فقد يسخن Schiaparelli ويحترق عند الدخول. من ناحية أخرى ، إذا كانت الزاوية ضحلة جدًا ، فقد تضرب الغلاف الجوي وترتد إلى الفضاء. لن تكون هناك فرصة ثانية.
تسلسل الدخول والنسب مبرمج مسبقًا. إما أنها ستعمل أو لن تنجح. سيستغرق الأمر وقتًا طويلاً لإرسال أي أوامر إلى Schiaparelli عندما تدخل وتهبط إلى المريخ.
إذا كان الدخول ناجحًا ، فإن الهبوط يأتي بعد ذلك. موقع الهبوط الدقيق غير دقيق ، بسبب سرعة الرياح والاضطراب وعوامل أخرى. يتم تعريف موقع هبوط Schiaparelli على أنه قطع ناقص مثله مثل المركبات الأخرى المرسلة إلى المريخ.
ستسافر مركبة الهبوط بسرعة تزيد عن 21000 كم / ساعة عندما تصل إلى كوكب المريخ ، وسيكون أمامها 6 أو 7 دقائق فقط للنزول. بهذه السرعة ، سيتعين على Schiaparelli تحمل التسخين الشديد لمدة دقيقتين أو 3 دقائق. سيحميها الدرع الحراري وستصل درجات الحرارة إلى عدة آلاف من درجات الحرارة.
سوف يتباطأ بسرعة ، وعلى ارتفاع حوالي 10 كم ، سيكون قد تباطأ إلى حوالي 1700 كم / ساعة. عند هذه النقطة ، سيتم نشر المظلة ، مما سيؤدي إلى إبطاء المركبة. بعد أن تبطئ المظلة نزولها ، سيتم التخلص من الدرع الحراري.
على الأرض ، ستكون المظلة كافية لإبطاء مركبة هابطة. ولكن مع جو المريخ الأقل كثافة ، هناك حاجة إلى الصواريخ من أجل الهبوط النهائي. رادار على متن الطائرة سوف يراقب ارتفاع Schiaparelli وهو يقترب من السطح ، وسوف تطلق الصواريخ لإبطائه إلى بضعة أمتار في الثانية استعدادًا للهبوط.
في اللحظات الأخيرة ، ستتوقف الصواريخ عن إطلاق النار ، وسقوط حر قصير سيشير إلى وصول شياباريللي إلى المريخ. إذا سارت الأمور حسب الخطة بالطبع.
لن يكون لدينا وقت أطول للانتظار. سنعرف قريبًا ما إذا كانت وكالة الفضاء الأوروبية وروسيا ستنضم إلى وكالة ناسا باعتبارها الوكيتين الوحيدتين اللتين نجحتا في إنزال مركبة على سطح المريخ. أو ، إذا كانوا سيضيفون إلى القائمة الطويلة من المحاولات الفاشلة.
