في حوالي عام (20 سبتمبرذ، 2022) ، و روزاليند فرانكلين سوف تغادر العربة الجوالة إلى المريخ. كأحدث مهمة في برنامج ExoMars التابع لـ ESA و Roscosmos ،روزاليند فرانكلينستنضم إلى الجيش الصغير من المركبات المدارية ، ومركبات الإنزال ، والمركبات الجوالة التي تعمل على تمييز جو وبيئة المريخ. يتمثل أحد الجوانب الرئيسية لمهمة المركبة الجوالة في الحفر في تربة المريخ وصخورها والحصول على عينات من الأعماق تحت السطح.
للتحضير لعمليات الحفر على المريخ ، أجرت وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الإيطالية (ASI) وشركاؤهم التجاريون اختبارات بنسخة طبق الأصل - ويعرف أيضًا باسم. نموذج اختبار الأرض (GTM). في الآونة الأخيرة ، أكمل نموذج الاختبار الجولة الأولى من جمع العينات ، المعروفة باسم محاكاة تضاريس المريخ (MTS). حفرت العربة الجوالة في الحجر الصلب واستخرجت عينات من عمق 1.7 متر (5.5 قدم) تحت السطح في إنجاز قياسي.
تقام عمليات MTS في مركز التحكم في عمليات روفر (ROCC) ، وتقع في شركة هندسة تكنولوجيا لوجستيات الطيران (ALTEC) في تورين بإيطاليا. هذه التدريبات الجافة هي في الأساس بروفة للعمليات السطحية التي تجريها العربة الجوالة الحقيقية ، والتي يتم تطويرها بالتوازي استعدادًا للإطلاق العام المقبل.
يخضع اختبار GTM لاختبارات ROCC في تورين بإيطاليا. الائتمان: ESA
لاختبار كيفروزاليند فرانكلينسيحقق النجاح في الكوكب الأحمر ، فقد قام GTM بالحفر في بئر مليئة بالعديد من الصخور وطبقات التربة. يتم ذلك على منصة مخصصة مائلة بسبع درجات لمحاكاة عملية جمع العينات على أرض واقعية متغيرة. تم الحصول على العينة الأولى من كتلة من الطين الأسمنتي ذات الصلابة المتوسطة وتم تشكيلها على شكل حبيبة يبلغ طولها حوالي 2 سم وقطرها 1 سم (0.787 × 0.39 بوصة).
بمجرد جمعها ، يحتفظ مثقاب روزاليند فرانكلين بالعينة بمصراع يمنعها من السقوط أثناء الاسترجاع. بمجرد سحب المثقاب بالكامل ، يتم إسقاط العينة في درج في مقدمة العربة الجوالة ، والذي يغلق ويودع العينة في محطة التكسير. ثم يتم توزيع المسحوق الناتج على الأفران والحاويات بداخلها المصممة لإجراء التحليل العلمي.
من خلال الحفر على عمق 1.7 متر ، أنشأت GTM رقماً قياسياً جديداً لجمع العينات ، حيث أن أعمق عمق حفره أي مهمة على المريخ حتى الآن هو 7 سم (2.75 بوصة). تم تصميم روفر روزاليند فرانكلين للتنقيب على عمق يصل إلى مترين (6.5 قدم) تحت سطح المريخ ، والغرض منها هو الوصول إلى أي مادة عضوية محفوظة جيدًا قد تكون هاجرت إلى هناك منذ 4 مليارات سنة وما بعدها.
في ذلك الوقت ، كان المريخ مكانًا أكثر دفئًا ورطوبة حيث كانت ظروف السطح مشابهة لما يعتقد أنه كان موجودًا على الأرض في نفس الوقت تقريبًا. مع نجاح مهمات مثلروح ، فرصة ، فضول ،وعزيمةالمركبات الجوالة - التي وجدت أدلة دامغة على تدفق المياه والمواد العضوية على السطح - كان العلماء حريصين على إلقاء نظرة خاطفة على البيئة تحت السطحية لمعرفة ما إذا كان هذا هو المكان الذي يمكن أن تتراجع فيه مياه المريخ وربما الحياة.
يختبر GMT عينات حفر الصخور والتربة في ROCC في إيطاليا. الائتمان: ESA
تمثل عملية جمع التربة الناجحة التي طال انتظارها من الحجر الصلب وتسليمها إلى المختبر داخل العربة الجوالة علامة بارزة في مهمة ExoMars 2022 واستكشاف المريخ بشكل عام. كما وصف خورخي فاجو ، عالم مشروع ExoMars:
'يعتبر الحصول على عينات عميقة أمرًا أساسيًا لتحقيق الهدف العلمي الرئيسي لـ ExoMars: فحص التركيب الكيميائي - والعلامات المحتملة للحياة - للتربة التي لم تتعرض للإشعاع المؤين الضار ،'
تم تطوير التدريبات من قبل شركة الطيران ليوناردو ، والتي ساهمت أيضًا في إنشاء ROCC جنبًا إلى جنب مع ESA و ASI و تاليس ألينيا الفضاء (المقاول الرئيسي لمهمة ExoMars 2022). بالاعتماد على التجميع الآلي للآليات ، يعمل مثقاب Rosalind Franklin على التدوير عن طريق تركيب الأدوات وأربطة التمديد لتشكيل 'سلسلة حفر' تسمح لها بالحفر إلى عمق يصل إلى 2 متر (6.5 قدم).
يحتوي المثقاب أيضًا على محدد موضع بدرجتين من الحرية يسمح له بإيداع العينات بالزاوية الصحيحة في مختبر العربة الجوالة. يمكنه اختراق الأرض بمعدل 60 دورة في الدقيقة (حسب تناسق التربة) والحفر في المواد الطينية الصلبة والصخور الرملية بمعدل 0.3 و 30 ملم (0.012 إلى 1.18 بوصة) في الدقيقة على التوالي.
قال بيترو باجليوني ، قائد فريق ExoMars rover ، 'لقد كان تصميم المثقاب وبنائه معقدًا للغاية لدرجة أن أول حفر عميق يمثل إنجازًا غير عادي للفريق.'
يأتي التحدي الرئيسي الآخر من الاضطرار إلى محاكاة ظروف المريخ بدقة أثناء الاختبارات. للقيام بذلك ، يجب تعليق توقيت جرينتش من السقف على جهاز مخصص لتعويض الجاذبية لإعادة تأثير جاذبية المريخ ، والتي تبلغ حوالي 38٪ من تأثير الجاذبية الأرضية (0.38)ز). لكن الجاذبية وحدها لا تمثل جميع التحديات البيئية التي سيتعين على المركبة الروبوتية مواجهتها بمجرد وصولها إلى سطح المريخ.
كما أوضح أندريا ميرلو ، المهندس الوظيفي في ExoMars Rover من Thales Alenia Space:
'يعتبر حفر الأحجار الصلبة حتى عمق مترين على منصة متحركة بعجلات بأقل من 100 واط مهمة معقدة. وهذا يعطي المهندسين بالفعل تلميحًا حول كيفية تدهور النظام على سطح المريخ '.
بالإضافة إلى عمليات الحفر ، أكملت GTM العديد من الاختبارات الأخرى المصممة لقياس القدرات الأخرى للمركبة الجوالة. وتشمل هذه القدرة على التحرك وتحديد الأهداف العلمية المحتملة مع الحصول على البيانات والصور أيضًا. بدأت هذه الجولات الجافة في يونيو من عام 2021 وأثبتت ذلك بنجاحروزاليند فرانكلينيمكن أن تتبع مسارات دقيقة ومسح البيئة السطحية وتحت السطحية.
بمجرد وصولها إلى المريخ ، ستعتمد المركبة على مجموعتها المتطورة من الكاميرات ، ومقاييس الطيف ، ورادار السبر تحت السطح ، وكاشف النيوترون للبحث عن دليل على أن الحياة كانت موجودة على كوكب المريخ (وربما لا تزال موجودة!)
قراءة متعمقة: هذه
