ألف يوم على كوكب المريخ: أعطال وفشل مركبة كيريوسيتي

ألف منفردا المريخ أصيب بجروح من قبل الكرونومتر روسيوسيتي. في الأيام الدنيوية ، يتم الحصول على هذا أكثر. بدا مؤخرًا أنه كان يهبط للتو على كوكب المريخ في نوادي الغبار ، ويكشف الصاري ، ويعجن المناور ، ويبحث عن كثب ويطلق النار على المريخ ... ولكن ما يقرب من نصف المريخ وما يقرب من ثلاث سنوات أرضية قد تومض بالفعل. خلال هذا الوقت ، تمكنت Curiosity من تغطية 10.6 كم ، ووضع أكثر من 24 بئراً ، والعثور على الميثان في الغلاف الجوي ، والمواد العضوية والنترات في التربة ، وقياس الإشعاع في الفضاء وعلى السطح ، والتقاط ما يقرب من 250 ألف صورة من الكوكب الأحمر. لكن موارد التكنولوجيا ليست أبدية ، ومنتجات الأيدي البشرية ، حتى تلك المثالية ، ليست مثالية. لذلك ، فإن تاريخ المسبار المتجول هو أيضًا سجل للأعطال والأضرار والخسائر والصراع البطولي لفريق الفضول من أجل الفرص والوظائف.

كان هبوط المركبة الفضائية محفوفًا بالمخاطر ، على وشك المغامرة. مشكلة أخرى هي إنقاص المركب على الحبال باستخدام منصة صاروخية تحلق بلا حراك فوق سطح الصاروخ. كانت معجزة أن فريق الهبوط دفع بشكل عام مثل هذا المخطط في مجلس تقني. يجب أن تثق بمهندسيك للموافقة على رقم السيرك هذا على كوكب آخر.

جهاز استشعار الرياح REMS



على الرغم من طول الكابلات ، حدث الهبوط في الغبار والحطام الذي رفعته النفاثات الصاروخية ، لذلك كانت العناصر الأكثر حساسية في المركبة ، مثل الكاميرات ، محمية بأغطية. وتبين أن أجهزة استشعار الرياح في محطة المناخ الإسبانية Rems ، البارزة على سارية "العنق" ، كانت بدون حماية. وكان أول فقدان للكشف عن أحد أجهزة الاستشعار. سواء كانوا قد تضرروا بسبب الرمال والغبار أثناء الهبوط ، أو عانوا من أحمال ديناميكية أثناء الهبوط ، لم يكتشفوا ذلك. لكن بالنسبة للمستقبل قررنا ألا ننسى الأغطية على أجهزة الاستشعار.

القمامة في مناور



مرت الأشهر القليلة التالية بعد الهبوط في الاختبارات ، وكلها ناجحة. سار الفضول في أول 400 متر ، وتكشف عن ذراع المناور ، واختبر مطياف APXS الكندي وكاميرا MAHLI الكلية ، ووصل إلى المكان المسمى Rocknest. هنا قرروا التحقق من مجموعة جديدة من الأدوات والأدوات.

توسيع مناور ، أعد لأول مرة لتجريف التربة. تم تجهيز صندوق الأدوات الموجود في المناول بدلو لهذه الأغراض ، ولكن هناك أيضًا مثقاب يشبه المثقاب المنزلي. بادئ ذي بدء ، قمنا بتشغيل الهزاز في اللكم ، وقفز بعض الأشياء من المناور. تم تبديد أفكار الذعر الأولى من خلال إطلاق النار باستخدام كاميرا MAHLI - كان الجسم المُسقط على الأرجح قطعة من العزل الحراري تم لف المركبة أثناء الرحلة.

استجابة عضوية كاذبة



بحذر ، بدأت كيريوسيتي تجريف غبار المريخ وتنقيته وتحميله في الأجهزة الداخلية. في الداخل ، لديه جهازان معقدان ، وبفضل هذا يسمى المسبار المتجول رسميًا مختبر المريخ العلمي. يضم المختبر مقياس انحراف CheMin بالأشعة السينية وجهاز كروماتوجراف غاز SAM.

قام CheMin بإجراء الاختبارات بشكل لا تشوبه شائبة ، لكن SAM - أعطى إحساسًا - وجد الكلوروميثان - مركب عضوي في حفنة من الغبار! في البداية ، أدلى الجيولوجيون بعدة بيانات متهورة حول الاكتشاف المثير ، ثم أدركوا ذلك.

هنا نقوم بعمل انحراف صغير. لفهم جوهر الحادث ، تحتاج إلى فهم القليل عن هيكل جهاز SAM. لا يستطيع هذا الجهاز تحليل التربة مباشرة ، يمكنه فقط دراسة الغازات المنبعثة من هذه التربة. من أجل أن يقوم المريخ بإعطاء الغاز ، تم تجهيز SAM بفرن ميكروويف يمكنه تسخين عينات التربة إلى 1100 درجة مئوية. لكن بعض المواد من هذه الدراسة يمكن أن تتحلل إلى مركبات أبسط ، ولا تصل إلى الكاشف. في هذه الحالة ، تم تجهيز SAM بعدة خلايا بمذيب عضوي سائل (MTBSTFA) ، حيث كان من المفترض أن تخفض عينات التربة ، وتحديد الغازات التي سيتم إطلاقها من تفاعلها.



كما اتضح ، كانت إحدى الحاويات خافضة للضغط ، ربما أثناء الهبوط. أمسك المسبار الأول لوكالة ناسا ، مع أنفاسها الأولى ، المواد العضوية ذات الأصل الأرضي الممزوجة بغازات المريخ. باختصار ، ضجة كبيرة.

بعد هذا الإحراج ، قام العلماء مرارًا بضخ الغلاف الجوي للمريخ من خلال محلل الغاز ، ووضعوا أجزاء معززة من التربة وتحميص كل شيء ممكن منه. ونتيجة لذلك ، تخلصنا من الملوثات الزائدة وتعلمنا كيفية عزل بقاياها في العينات المدروسة. بعد ذلك ، تحدثوا عن المواد العضوية بعد ذلك بسنتين فقط ، عندما تمكنوا من تأكيد نقاء الأدلة في التجارب المتكررة.



حدث البروتون وتغيير الكمبيوتر

قبل التعامل مع الملوث بعد ، نجا الفضول من حدث البروتون الشمسيأن ضرب بشدة جهاز الكمبيوتر الخاص به. قضى المهندسون عدة أسابيع في إنعاش السيارة ، وحولوا المركبة إلى المجموعة الثانية من أجهزة الكمبيوتر الموجودة على متن الطائرة ، ولا يزالون يعملون عليها.

تلف العجلات



بعد أن تعاملت الأرض مع خلل في النظام ، ضرب الفضول الطريق. ربما كشفت الكيلومترات المقطوعة الأولى عن وجود عيب خطير - الهامش غير الكافي لسلامة لوح العجلة. أصبحت الثقوب مرئية على العجلات وأضاف كل كيلومتر جديد ثقوبًا جديدة ، مما أدى إلى توسيع الثقوب القديمة.

على الرغم من الديناميكيات المرعبة ، فمن السابق لأوانه الحديث عن التهديد بإنهاء المهمة. أهم شيء هو الإطار. سمك لوح العجلة هو 0.75 مم فقط ، والإطار بالفعل 3 مم ، وهو يحمل. العجلات مصنوعة من سبائك الألومنيوم ومثبتة على مكابح امتصاص الصدمات المنحنية من التيتانيوم. تحتوي كل عجلة ، بالإضافة إلى واقي الإطار ، على ثلاثة حواف ، واثنان من الحواف الرفيعة عند الحواف ، وواحدة سميكة ترتبط بها المكابح.



عند رؤية الثقوب الأولى ، فوجئ مهندسو المشروع بشدة. وفقا لحساباتهم ، لا ينبغي أن يكون هذا الضرر. أخذوا الفزاعة - نموذج الأرض لاختبار نظام حركة المسبار - وأخرجوه على لوح بمسمار مطروق. صعدت العجلة على مسمار وتجمدت. لم تنجح الثقوب. لذا لم تخدع الرياضيات. لكن كيف هولمز؟



كشفت اختبارات أخرى عن نقطة ضعف - أدى تصميم العربة ذات العجلات إلى حقيقة أن العجلات الأمامية والمتوسطة لديها حمولة متزايدة تحت تأثير محركات المركبة. أولئك. العجلات ممزقة ليس لأن الأحجار أقسى من المسامير والمركبة ثقيلة جدا ، ولكن لأن المتجول نفسه يميل على الأحجار مما يساعد الجاذبية المريخية بمحركاتها. وهذا يفسر أيضًا حقيقة أن العجلات الخلفية للمركبة ليس لها أي ضرر تقريبًا ومن خلال الثقوب ، على الرغم من توزيع الكتلة بالتساوي.



قطعت بضع مئات من الأمتار من Curiosity إلى الوراء ، وحتى هذا لم يؤد إلى تلف كبير في العجلات الخلفية. وفي وضع القيادة العادي ، يحاول المهندسون اختيار مسار بعناية ، وفحص العجلات بانتظام باستخدام المعالج. هذا ، بدوره ، يزيد من تآكل مفاصل "الذراع" ، لا يسعنا إلا أن نأمل أن يأخذ المطورون في الاعتبار مشاكل الجيل السابق من المركبات المتجوّلة وأضافوا هامشًا زائدًا من الأمان. ( مناقشة تفصيلية للموضوع ).

تدهور جودة التصوير



منذ حوالي عام ، أصبح انخفاض جودة تصوير كاميرا الصاري اليسرى ملحوظًا. بشكل دوري ، تنخفض جودتها عندما تتأخر المسبار لفترة طويلة في مكان واحد ويتراكم الغبار على النوافذ. الاهتزاز أثناء الحركة أو الاهتزاز من المثقاب يسمح لك بتنظيف العدسات. لكن ليس في هذا الوقت. أضافت مصفوفة الكاميرا اليسرى ضوضاء وشريطًا ساطعًا امتد عبر كامل الصورة الرأسية للصورة. في حين أنه لا يتدخل كثيرًا ، وعند لصق الصور البانورامية ، فإنه عادة ما يتم حظره بواسطة الإطارات المجاورة ، ولكن لم يتم توقع أي تحسن حتى الآن.

فشل التركيز التلقائي لـ ChemCam



قبل ستة أشهر ، بدأ الجيولوجيون في وكالة ناسا يشكون من التركيز التلقائي لكاميرا ChemCam. هذه الكاميرا هي أيضا مطياف ليزر عن بعد. قام شعاع الليزر للمطياف بتسخين عينات الاختبار إلى حالة البلازما ، وركزت الكاميرا على الفلاش ، وتم توجيه ضوء البلازما إلى مطياف.

بعد فشل الليزر AF المساعد ، كان لا بد من إجراء التحليلات يدويًا تقريبًا: استنادًا إلى الحساب الأولي للنطاق ، تم تعيين إعدادات الكاميرا ، ثم تم تنفيذ سلسلة من القصف بقياسات خطوة بخطوة.



وهكذا ، استمرت الجيولوجيا البعيدة ، لكنها تتطلب المزيد من الوقت لـ ChemCam لسحب الطاقة من البطاريات. ولكن في شهر مايو ، جاء تحديث البرنامج التالي إلى المريخ روفر ، وعملت الكاميرا مرة أخرى كما يجب! بعض مشتركي المجتمعكان فيلم "Curiosity Mars rover" محيرًا ومسرورًا بقدرات وكالة ناسا: "كيف يمكن إصلاح فشل أجهزة البرامج؟".



اتضح أن الليزر "الهادف" الخاطئ لم يتم إصلاحه مطلقًا ، ولكن ، كما هو الحال غالبًا مع وكالة ناسا ، تم تعويض عطل أحد الأجهزة من خلال توسيع قدرات جهاز آخر. الآن ، يتم إطلاق النار ، وكذلك بعد الفشل ، وفقًا للاستهداف التقريبي. ثم تلتقط الكاميرا سلسلة من اللقطات بعمق مجال مختلف ، ويحدد البرنامج الجديد الأكثر حدة من هذه السلسلة. تعود الكاميرا إلى الإعدادات التي تمكنت من الحصول على اللقطة الأكثر حدة ، وبعد ذلك يوجد بالفعل إطلاق بالليزر.

ماس كهربائى جهاز الحفر



ظهرت أعراض سيئة أخرى خلال الحفر الأخير ، قبل بضعة أشهر. في اللحظة التي تم فيها تشغيل الهزاز ، انزلقت دائرة كهربائية قصيرة من خلالها ، وذهبت المركبة في الوضع الآمن. الخطر المحتمل الكامن في تصميم جهاز الحفر معروف منذ فترة طويلة. ولكن لم يكن هناك وقت لإعادة العمل ، لذلك وضع المهندسون دائرة بديلة فقط ، والتي يجب أن تحمي الجهاز في المستقبل. ولكن يبدو أن أسباب الدائرة القصيرة الأولى لم يتم توضيحها. على الأقل بعد بضعة أيام من التوقف ، استمرت المركبة في العمل وكأن شيئًا لم يحدث.

إذا لم تكن قد نسيت أي شيء ، فهناك اليوم قائمة كاملة بالأعطال وإخفاقات مركبة Curiosity. ليس على مدى ألف يوم على كوكب المريخ ، يجب أن نشيد بمصمميه. ومع ذلك ، فقد درسوا لمدة عشرين عامًا تقريبًا ، وأطلقوا ثلاث مركبات روفر أصغر ، بالإضافة إلى محطتي نزول ، تم تلطيخ إحداهما بطبقة رقيقة على القطب الجنوبي للمريخ ، لكنهم تعلموا نفس الشيء.

على الرغم من هامش الأمان المتأصل في المركبة ، إلا أن تاريخها الإضافي ليس الاكتشافات والملاحظات الجديدة فحسب ، بل أيضًا قائمة متزايدة من الإخفاقات والإخفاقات والأخطاء. الثمن المر لفرحة رحلة مثيرة على الكوكب الأحمر التي قدمها لنا.

يمكنك التعرف على كل خطوة على مسار Curiosity من مجتمع Curiosity Mars Rover أو Twitter .