เฮลิคอปเตอร์เก็บตัวอย่างจากดาวอังคาร
| เฮลิคอปเตอร์เก็บตัวอย่างจากดาวอังคาร[ 1 ] | |
|---|---|
| ส่วนหนึ่งของโครงการนำตัวอย่างจากดาวอังคารกลับสู่โลกของ NASA-ESA | |
 ภาพวาดของศิลปินแสดงให้เห็นเฮลิคอปเตอร์เก็บตัวอย่างจากดาวอังคารลำหนึ่งกำลังเก็บหลอดตัวอย่างจากภารกิจMars 2020 จากคลังเก็บ ในขณะที่เฮลิคอปเตอร์วิทยาศาสตร์ดาวอังคารและ ยาน Ingenuityกำลังบินอยู่เหนือดาวอังคาร | |
| พิมพ์ | เฮลิคอปเตอร์UAV อัตโนมัติจากนอกโลก |
| เจ้าของ | นาซ่า |
| ผู้ผลิต | ห้องปฏิบัติการไอพ่นขับเคลื่อน |
| ข้อกำหนด | |
| มิติ | 131 ซม. × 49 ซม. × 52 ซม. (52 นิ้ว × 19 นิ้ว × 20 นิ้ว) [ 2 ] |
| มวลแห้ง | 2.26 กก. (5.0 ปอนด์) |
| พลัง | แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน Sony VTC-4 ที่ชาร์จด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ 6 ก้อน; กำลังไฟฟ้าขาเข้าของเครื่องยนต์โดยทั่วไป: 350 วัตต์[ 3 ] |
| ประวัติศาสตร์ | |
| ใช้งานแล้ว |
|
| เฮลิคอปเตอร์ของนาซ่า สำหรับดาวอังคาร | |
เฮลิคอปเตอร์เก็บตัวอย่างจากดาวอังคาร เป็น เฮลิคอปเตอร์ไร้คนขับแบบหุ่นยนต์ คู่หนึ่งที่กำลังได้รับการพัฒนาโดยวิศวกรของบริษัทAeroVironment Inc. ของอเมริกา และได้รับการเสนอในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2565 เพื่อใช้ในการขนส่งตัวอย่างดิน จากดาวอังคาร จากคลังเก็บตัวอย่างที่สร้างโดยยานสำรวจPerseveranceไปยังตำแหน่งของยานลงจอดเก็บตัวอย่าง (SRL) ซึ่งจะบรรทุกตัวอย่างเหล่านี้ลงบนยานขึ้นสู่ดาวอังคาร (MAV) ซึ่งตาม โครงการ ส่งตัวอย่างจากดาวอังคารของ NASA-ESAจะนำตัวอย่างเหล่านี้ไปยังวงโคจรต่ำของดาวอังคารเพื่อนำกลับมายังโลกในอนาคต[ 4 ]
ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2567 แผนงานของ NASA ที่เกี่ยวข้องซึ่งเสนอไว้ก่อนหน้านี้ถูกท้าทายเนื่องจากข้อจำกัดด้านงบประมาณและกำหนดการ และได้มีการดำเนินแผนงานปรับปรุงใหม่[ 5 ]
ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับโครงการ
ในขณะที่ ยานสำรวจ Perseveranceรวบรวมและจัดเก็บตัวอย่างบนดาวอังคาร นักวิทยาศาสตร์และช่างเทคนิคที่ JPL กำลังพัฒนาเฮลิคอปเตอร์ที่จะใช้ในการเก็บกู้ตัวอย่างเหล่านั้น แผนการนี้เริ่มขึ้นในเดือนมิถุนายน 2022 เมื่อโครงการ MSR ต้องการเฮลิคอปเตอร์เพื่อเก็บกู้หลอดตัวอย่าง ซึ่งทำให้เฮลิคอปเตอร์สำหรับเก็บกู้ตัวอย่างถูกนำมาใช้
ออกแบบ
เฮลิคอปเตอร์เก็บตัวอย่างจากดาวอังคารกำลังได้รับการพัฒนาโดย AeroVironment, Inc. โดยอาศัยเทคโนโลยีที่พวกเขาเคยสาธิตไว้ก่อนหน้านี้ในเฮลิคอปเตอร์แกนร่วมIngenuity ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของยานสำรวจPerseverance ของ NASA แตกต่างจาก "เครื่องสาธิตเทคโนโลยี" Ingenuityเฮลิคอปเตอร์นำตัวอย่างกลับมาจะมีใบพัดที่ยาวขึ้น ประมาณ 10 เซนติเมตร (3.9 นิ้ว) ที่ความเร็วรอบ 3500 รอบต่อนาที [ 6 ]จะมีความสามารถในการบรรทุกน้ำหนัก280 กรัม (9.9 ออนซ์)แขนกลขนาดเล็กที่มีตัวจับสองนิ้ว และล้อลงจอดแบบขับเคลื่อนด้วยตนเอง (แต่ละล้อกว้างประมาณ2 เซนติเมตร (0.79 นิ้ว)มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกประมาณ10 เซนติเมตร (3.9 นิ้ว) ) ทำให้สามารถกลิ้งไปหยิบตัวอย่างและบินกลับไปยังยานนำกลับได้[ 7 ]
ส่วนประกอบหลักได้รับการปรับปรุงแก้ไขโดยอิงจากบทเรียนที่ได้รับจากIngenuityลักษณะการบิน รวมถึงความเร็ว เวลาบิน และระยะทาง ยังคงเหมือนกับ Ingenuity อัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนักของอุปกรณ์จะเพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลให้พื้นที่ของแผงโซลาร์เซลล์และความจุของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น ระบบควบคุมของใบพัดด้านบนจะถูกทำให้ง่ายขึ้นเล็กน้อย และกำลังของเครื่องยนต์จะเพิ่มขึ้น ขนาดโดยรวมของเฮลิคอปเตอร์จะใหญ่ขึ้นเล็กน้อย โดยรวมแล้ว มีแผนที่จะส่งเครื่องจักรดังกล่าวสองเครื่องไปยังดาวอังคาร[ 8 ]นอกจากนี้ โปรเซสเซอร์ประสิทธิภาพสูงที่ช่วยให้สามารถทำงานได้โดยอัตโนมัติ ความคล่องตัวที่ไม่เคยมีมาก่อนทั้งในการบินและการขับขี่ และความสามารถในการจัดการอย่างแท้จริงด้วยมือหุ่นยนต์จะช่วยให้สามารถทำสิ่งต่างๆ ได้มากกว่าการดึงหลอดตัวอย่าง[ 9 ]
เฮลิคอปเตอร์จะมีระยะทำการ700 เมตร (2,300 ฟุต)แต่แผนกำหนดให้ยานลงจอดอยู่ภายในระยะ50 เมตร (160 ฟุต)จาก "จุดเก็บ" ที่จะนำตัวอย่างไปวางไว้ หลอดตัวอย่างแต่ละหลอดมีน้ำหนักประมาณ 150 กรัม[ 10 ] [ 11 ]
แนวคิด
การขนส่งตัวอย่างที่เก็บรวบรวมได้บนพื้นผิวของดาวอังคารในระยะกลางนั้น เริ่มแรกดำเนินการโดยองค์การอวกาศยุโรป (ESA) ซึ่งรวมโครงการนี้ไว้ในโครงการExoMars ของตน ภารกิจMars 2020 ได้ส่งยานสำรวจ Perseverance ลงจอด ซึ่งทำหน้าที่เก็บตัวอย่างเพื่อนำกลับมายังโลกในภายหลัง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการเลื่อนกำหนดการซ้ำแล้วซ้ำเล่า ในเดือนพฤศจิกายน 2021 นาซาจึงจำเป็นต้องเลื่อนการส่งตัวอย่างและประเมินความเสี่ยงที่แฝงอยู่ในแผนการขนส่งนั้นเองในเดือนกรกฎาคม 2022 การตัดสินใจดังกล่าวมีพื้นฐานมาจากความสำเร็จของยานสำรวจIngenuity
ภารกิจนำตัวอย่างจากดาวอังคารกลับมายังโลกของ NASA -ESAจะไม่รวมยานสำรวจเก็บตัวอย่าง ESA และยานลงจอดลำที่สองที่เกี่ยวข้อง แต่จะใช้ยานลงจอดเพียงลำเดียวที่บรรทุกเฮลิคอปเตอร์และจรวดนำส่งที่จะนำตัวอย่างไปยังยานโคจร จากนั้นจึงปล่อยตัวอย่างกลับมายังโลก ผู้วางแผนภารกิจตั้งใจว่า ยาน Perseveranceจะทำการเก็บตัวอย่างที่เก็บไว้ก่อนหน้านี้บนพื้นผิวและนำตัวอย่างเหล่านั้นไปยังจรวดนำส่ง เนื่องจากคาดว่าจะมีอายุการใช้งานยาวนาน เฮลิคอปเตอร์ซึ่งจะมีน้ำหนักมากกว่ายาน Ingenuity เล็กน้อย จะถูกใช้เป็นอุปกรณ์สำรองหากยาน Perseveranceไม่สามารถปฏิบัติภารกิจได้[ 12 ]
กระบวนการเรียกค้นตัวอย่าง
การเก็บตัวอย่างจะใช้เวลาสี่โซล (วันของดาวอังคาร) ในโซลแรก เฮลิคอปเตอร์จะบินจากบริเวณใกล้เคียง SRL ไปยังจุดลงจอดซึ่งอยู่ห่างจากหลอดตัวอย่างเพียงไม่กี่เมตร ในโซลถัดไป เฮลิคอปเตอร์จะขับไปยังหลอดนั้นและจับมันโดยใช้แขนหุ่นยนต์ขนาดเล็ก ในโซลที่สาม มันจะกลับไปยัง SRL และในโซลสุดท้ายจากสี่โซล มันจะขับไปยังตำแหน่งและปล่อยหลอดตัวอย่างเพื่อให้แขนถ่ายโอนตัวอย่างที่สร้างโดย ESA ของยานลงจอดสามารถวางหลอดลงบนกระป๋องส่งคืนตัวอย่างบนยาน Mars Ascent Vehicle ที่วางอยู่บนดาดฟ้า[ 13 ]
เฮลิคอปเตอร์เก็บตัวอย่างจะขึ้นบินและลงจอดที่จุดที่กำหนดไว้ล่วงหน้า หรือลานจอดเฮลิคอปเตอร์ ซึ่งพบว่าเหมาะสมและปลอดภัย และจะใช้การนำทางตามแผนที่ระหว่างบินเพื่อไปยังตำแหน่งที่ทราบของหลอดตัวอย่างที่ทิ้งไว้บนพื้นผิว[ 1 ]