ماركو: أقمار صناعية صغيرة ذات مكعبات متجهة إلى المريخ

عرض فنان للمركبة الفضائية التوأم Mars Cube One (MarCO) وهي تحلق فوق المريخ والأرض في المسافة. صورة عبرناسا / مختبر الدفع النفاث.

عبرناسا / مختبر الدفع النفاث

قبل عشرين عامًا ، كانت الجامعات تستخدم CubeSats - وهي فئة من الأقمار الصناعية على شكل صندوق صغير بما يكفي لتناسب حقيبة الظهر - كوسيلة تعليمية مساعدة. لأنها أبسط وأصغر وأرخص من الأقمار الصناعية التقليدية ، فقد أتاحت إمكانية الوصول إلى الفضاء للشركات الخاصة والوكالات العلمية.

هذا الصيف ، كانت ناسا تطيرأول اثنين من الجيل التالي من CubeSats إلى الفضاء السحيق. إنهم حاليًا في طريقهم إلى المريخ ، متخلفين آلاف الأميال خلف مركبة الفضاء إنسايت. إن InSight وعلامات CubeSat الخاصة به هي بالفعل أكثر من منتصف الطريق إلى الكوكب الأحمر.

مهمة صغيرة تسمى Mars Cube One (إطار) ، قد أثبت بالفعل أن هذه الفئة من المركبات الفضائية يمكنها البقاء على قيد الحياة في بيئة الفضاء السحيق. سيختبر بعد ذلك استخدام تقنية الاتصال المصغرة لترحيل البيانات عندما تحاول InSight الهبوط في نوفمبر. يعد ترحيل بيانات الهبوط إحدى وظائف مركبات المدار التابعة لناسا ، والتي ستسجل هبوط InSight ؛ يتعلم المهندسون المزيد من كل محاولة هبوط. ستختبر شركة MarCO ما إذا كانت هذه التكنولوجيا قادرة على أداء مهمة الترحيل ببراعة للمهام المستقبلية.

يستخدم المهندس Joel Steinkraus ضوء الشمس لاختبار المصفوفات الشمسية على إحدى المركبات الفضائية Mars Cube One (MarCO). صورة عبرناسا / مختبر الدفع النفاث- معهد كاليفورنيا للتقنية.

لإكمال مهمتهم ، تمتلك MarCOs هوائيات وأجهزة راديو مصغرة عالية الكسب يمكنها الاتصال بالأرض من على بعد حوالي 93 مليون ميل (150 مليون كيلومتر). أنظمة الدفع الخاصة بهم قادرة على التوجيه نحو المريخ ؛ أكمل كل ماركو مناورته التوجيهية الثانية في أغسطس. لديهم حتى كاميرات ملونة ، التقطت إحداها الصورة الأولى من CubeSat للأرض والقمر - دليل على المدى الذي وصلت إليه هذه التكنولوجيا حرفيًا.



ماركو لا تزال تجريبية. من المفترض أن تثبت أن تكنولوجيا المركبات الفضائية يمكن تقليصها إلى حزمة صغيرة ولا تزال تفعل شيئًا مفيدًا في الفضاء السحيق. وعلى الرغم من أن CubeSats لن تتنافس أبدًا مع المركبة الفضائية الأكبر والأكثر تعقيدًا التي تطير بها وكالة ناسا عادةً ، فإن مركبة الفضاء MarCO رائدة في فئة جديدة من الاستكشافات الروبوتية.

جاكوب فان زيل هو مدير مديرية استكشاف النظام الشمسي في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا ، كاليفورنيا. هو قال:

نأمل أن تساعد ماركو في إضفاء الطابع الديمقراطي على الفضاء السحيق. التكنولوجيا رخيصة بما يكفي بحيث يمكنك تخيل دول تدخل الفضاء لم تكن لاعبًا في الماضي. حتى الجامعات يمكنها فعل ذلك.

توضيح إحدى المركبات الفضائية التوأم MarCO مع تسمية بعض المكونات الرئيسية. تم ترك الغطاء الأمامي لإظهار بعض المكونات الداخلية. الهوائيات والصفائف الشمسية في تكوين منتشر. صورة عبرناسا / مختبر الدفع النفاث- معهد كاليفورنيا للتقنية.

تراث باثفايندرز

بدأ مختبر الدفع النفاث وبنى ماركو ، وهو واحد فقط من عدة مشاريع CubeSat طورها المختبر. يعتبر مختبر الدفع النفاث مكانًا طبيعيًا لاستضافة CubeSats: قام المختبر ببناء أول قمر صناعي أمريكي ، Explorer 1 ، والذي اكتشف أحزمة Van Allen الإشعاعية في عام 1958. على عكس CubeSat ، كانت مركبة فضائية بدائية صغيرة. تبع تاريخ برنامج الفضاء الأمريكي في أعقابه.

قام مختبر الدفع النفاث في وقت لاحق ببناء مركبة جوالة صغيرة على المريخ تسمى Sojourner والتي اتخذت خطوات صغيرة في عام 1997 وأثبتت أنها تجربة تجريبية لمركبة سبيريت وأوبورتيونيتي وكوريوسيتي التابعة لناسا.

قال فان زيل إن الابتكار غالبًا ما يبدأ بتكنولوجيا Pathfinder. بمجرد أن يثبت المهندسون أنه يمكن القيام بشيء ما ، تتبع البعثات العلمية. قال فان زيل:

عندما يتعلق الأمر بالابتكار ، فإن MarCO في نفس فئة Explorer 1 و Sojourner. السؤال هو: هل يمكننا استخدام CubeSats للقيام بمزيد من العلم؟ ليس كل العلم ، لأنهم مقيدون جدًا بحمل العديد من الأدوات. لكن هذه التكنولوجيا تخلق وسيلة للناس للقيام بالعلوم باستثمار أقل بكثير لدافعي الضرائب.

ناسا التزمت بالفعل بالإجابة على السؤال. توماس زوربوشن ، المدير المساعد لمديرية المهام العلمية بالوكالة ، هو من أنصار CubeSats ؛ في الشهر الماضي ، أعلن أن ناسا ستمول ما قيمته 100 مليون دولار لبعثات SmallSat العلمية كل عام.

عرض فنان للمركبة الفضائية التوأم Mars Cube One (MarCO) أثناء طيرانها عبر الفضاء السحيق. صورة عبرناسا / مختبر الدفع النفاث- معهد كاليفورنيا للتقنية.

التحضير لأقمار CubeSats المستقبلية

لقد أرسى ماركو بالفعل الأساس للاستكشاف المستقبلي بمركبة فضائية صغيرة. جون بيكر هو مدير البرنامج المسؤول عن المركبات الفضائية الصغيرة في مختبر الدفع النفاث. قال بيكر:

يتم تكييف جميع ميزات MarCO تقريبًا لاستخدامها في المركبات الفضائية المستقبلية. وبدأت العديد من الأجزاء بمنتج الشريك التجاري الذي تم تعديله.

لا يمكن المبالغة في دور شركاء ماركو التجاريين. تم توفير الألواح الشمسية والكاميرات وإلكترونيات الطيران وأنظمة الدفع وأنظمة التحكم في الموقف من قبل المقاولين التجاريين. تتمثل إحدى ميزات CubeSats في أنها يمكن أن تستخدم أجزاء وأنظمة قياسية ، مما يسمح للشركات الخاصة بتخفيض سعر التكنولوجيا الجديدة. تعني المركبات الفضائية منخفضة التكلفة أيضًا أن المهندسين يمكنهم تحمل المزيد من مخاطر التصميم ، واختبار تلك التكنولوجيا في الفضاء.

قال فان زيل إن الهدف الرئيسي لماركو هو إثبات قدرة CubeSats على النجاة من الرحلة القاسية إلى الفضاء السحيق. يمكن لفريق MarCO تحديد هذا المربع خارج قائمتهم.

لقد ركزوا بالفعل على هدفهم التالي: المريخ على بعد بضعة أشهر فقط و 68 مليون ميل (110 مليون كيلومتر).

خلاصة القول: مركبة الفضاء ماركو ، الأقمار الصناعية الصغيرة المكعبة ، في طريقها إلى المريخ.