لینک‌های قابلیت دسترسی

خبر فوری
پنجشنبه ۲۷ خرداد ۱۴۰۰ تهران ۰۸:۰۹

هلی‌کوپتر دوکیلویی ۸۵میلیون دلاری «نبوغ» چگونه به پرواز درآمد؟


شادی تیم «نبوغ» در ناسا از موفقیت اولین پرواز این هلی‌کوپتر فضایی

پرواز هلی‌کوپتر فضاییِ «نبوغ» از نظر مهندسی مانند تکرار تجربهٔ پرواز برادران رایت است ولی این‌بار به جای زمین در مریخ. اما چرا این پرواز مهم است و «نبوغ» (Ingenuity) از کجا به کجا رسید؟

هلی‌کوپتر فضایی نبوغ که قیمتی در حدود ۸۵ میلیون دلار دارد و وزن آن کمتر از دو کیلوگرم است، اولین دستگاه موتورداری است که توانسته در سیاره‌ای غیر از زمین با شرایط جوی کاملاً متفاوت پرواز کند.

پرواز نخست این هلی‌کوپتر بسیار کوتاه بود اما در پروازهای بعدی زمان پرواز افزایش پیدا کرد. در پرواز اول که یکی از نقاط عطف در علوم هوافضا محسوب می‌شود، نبوغ توانست با ۲۴۰۰ دور در دقیقه پره‌های خود را بچرخاند و حدود ۳۰ ثانیه پرواز کند و به ارتفاع سه متر هم برسد. شاید این اعداد در زمین خنده‌دار باشد اما در جو مریخ معنای کاملاً متفاوتی دارد.

ساخت این پرنده پیچیدگی‌های فنی زیادی داشته است. به دلیل جو بسیار رقیق مریخ که بارها از جو زمین رقیق‌تر است، نیروی بَرآر (Lift) لازم برای پرواز بسیار سخت به ‌دست می‌آید. شرایط پروازی در ارتفاع پایین در مریخ مانند پرواز در ارتفاع چند کیلومتری از سطح زمین است.

گرانش مریخ هم تقریباً یک‌سومِ زمین است. جو مریخ بسیار رقیق‌تر از زمین است و غلظت آن حدود یک درصد جو زمین است.

در پرواز دوم، نبوغ توانست ارتفاع پروازی خود را به حدود پنج متر برساند. در پرواز دوم مانورپذیری این بالگرد هم افزایش پیدا کرد. مهندسان ناسا در هر پرواز سعی داشتند مرحله‌ای تازه از مانورپذیری نبوغ را امتحان کنند. پرواز دوم حدود ۵۲ ثانیه طول کشید.

در سومین پرواز، نبوغ همچنان ارتفاع پروازی پنج متری را حفظ کرد اما سرعت این بالگرد از حدود نیم متر در ثانیه به دو متر در ثانیه رسید؛ عددی که شاید برای جو زمین زیاد نباشد اما در جو رقیق مریخ کار بزرگی به شمار می‌آید.

بدنهٔ اصلی این هلی‌کوپتر کمی بزرگ‌تر از یک توپ فوتبال است و چهار پایه نازک دارد. دو پروانهٔ بزرگ بالای این بدنه قرار گرفته‌ که خلاف جهت هم می‌گردند. بالای این پروانه‌ها هم یک صفحه خورشیدی برای شارژ کردن باتری‌ها وجود دارد.

عکسی از اولین پرواز موفقیت‌آمیز «نبوغ» ناسا، ۱۹ آوریل ۲۰۲۱
عکسی از اولین پرواز موفقیت‌آمیز «نبوغ» ناسا، ۱۹ آوریل ۲۰۲۱

مهندسان ناسا با استفاده از عایق‌بندی خاص و یک گرم‌کن در داخل این هلی‌کوپتر سعی می‌کنند پردازنده‌ها و تجهیزات حساس را از سرمای شدید مریخ هم حفظ کنند.

پره‌های بزرگ این بالگرد که نیروی برآر لازم را برای پرواز در مریخ ایجاد می‌کنند، جنسی از فیبر کربن دارند.

در پرواز چهارم، نبوغ توانست ۱۱۷ ثانیه پرواز کند، البته ارتفاع همچنان در سطح پنج متری باقی ماند و سرعت هم ۳.۵ متر بر ثانیه شد و این هلی‌کوپتر فضایی توانست حدود ۲۶۶ متر را طی کند.

با توسعه علم رایانه، هوش مصنوعی و افزایش دانش مواد و سبک‌سازی و توسعهٔ باتری‌ها امکان ساخت چنین پرنده‌ای در چند سال اخیر امکان‌پذیر شده است.

طراحی پره‌ها یکی از سخت‌ترین قسمت‌های این پروژه بوده است. این پره‌ها باید محکم و بسیار سبک ساخته می‌شدند. وزن دقیق این پره‌ها اعلام نشده اما مهندسان ناسا گفته‌اند آن‌قدر سبک هستند که وقتی در دست گرفته می‌شوند، انگار وزنی ندارند.

نبوغ بر سطح مریخ
نبوغ بر سطح مریخ

مهندسان ناسا و کارشناسان رباتیک برای این بالگرد الگوریتم پیچیده‌ای را طراحی کرده‌اند که کمک می‌کند این پرنده در شرایط متغیر جو سیارهٔ مریخ توانایی واکنش مناسب داشته باشد.

در پرواز پنجم، نبوغ بالأخره ارتفاع پروازی خود را افزایش داد و توانست تا ارتفاع ۱۰ متری اوج بگیرد. این پرواز ۱۰۸ ثانیه‌ای مرزهای تازه‌ای را در فضا تغییر داد.

ابتدا قرار بود پرواز نبوغ به پنج پرواز محدود بماند، اما موفقیت پروازها سبب شد تا ناسا برنامه تازه‌ای را برای این بالگرد برای کاوش‌ جدید در مریخ برنامه‌ریزی کند؛ کاوش‌هایی که به عکس‌برداری از برخی نقاط این سیاره از فاصلهٔ نزدیک خواهد انجامید.

زیر ذره‌بین

XS
SM
MD
LG