InSight מתרחש לקראת נחיתה במאדים. החללית תעשה את גישתה ונחתתה בשיטה מנוסה ואמיתית, אך למרות ש- NASA משכה את הפעלול הזה לפני כן, עשרות דברים צריכים לעבור בדיוק בזמן הכניסה, הירידה והנחיתה (EDL) כדי ש- InSight תגיע בשלום על הכביש פני כדור הארץ האדום.
בשעה 2:47 אחר הצהריים (EST) ביום שני, 26 בנובמבר, ינחת הנחתת של InSight בראש אווירת המאדים, כ- 125 קמ"ש מעל פני השטח, כשהוא נוסע במהירות של 5.5 ק"מ בשנייה (12, 000 קמ"ש). מגן החום הסיליקה המשופשף של כלי השיט יעלה לטמפרטורה של יותר מ- 1, 500 מעלות צלזיוס - חם מספיק כדי להמיס פלדה. כשלוש וחצי דקות לאחר הכניסה האטמוספירה, החללית עדיין תיטלטל לעבר האדמה במהירות העל-קולית. מצנח יתפרס כדי להאט ככל האפשר, מגן החום יתפוצץ והחללית תתחיל לחפש את האדמה עם מכ"ם. כשש דקות לאחר שפגע באווירה, הנחתת תיפרד מהקליפה האחורית - עדיין נעה כ -180 קמ"ש - ותירה את רקטות הרטרו שלה כדי להביא אותה את שארית הדרך הביתה, כשהיא נוגעת בערך דקה אחר כך.
אם הכל יתנהל כשורה - בזמן שהמהנדסים עוקבים אחר מסכי בקרה במהלך "שבע דקות הטרור", ואינם מסוגלים לנווט את כלי השיט הרחוק בזמן אמת - InSight תגיע למנוחה באליסיום פלאניציה ביום שני שלאחר חג ההודיה ותתכונן להתחיל ללמוד את הסייסמולוגיה ו חום פנימי של מאדים. נאס"א יכולה להתנחם בעובדה שנחיתות כאלה הצליחו בעבר, אבל כשאתה מנסה להנחית כלי שיט ממיליוני מיילים משם, אי אפשר להתכונן לכל אירוע.
(אמילי לקדוואלה למען החברה הפלנטרית) בכל פעם שנוחתת מאדים מתקרבת, מעריצי החלל זוכים לסטטיסטיקה. לפני הנחיתה של Curiosity, "יותר ממחצית מכל משימות מאדים נכשלו." לפני השקת אירופה של ExoMars, "יותר משימות נכשלו מאשר לא: 28 פלופים לעומת 19 הצלחות." לאחר שהמסלול ExoMars הצליח, אבל הנחתת שלו לא ( לפחות, לא לגמרי): "מתוך כתריסר משימות רובוטים ורוברים שהושגו למאדים, רק שבעה הצליחו."
הסטטיסטיקה דרמטית, אך הסיפור שהם מספרים מעט מתוארך. בחלק האחרון של המאה העשרים הייתה רצף כישלונות מרהיב - מאדים 96, מאדים אבזרוור, מאדים אקלים אורביטר ומאבדי קוטב לנדר של מאדים עדיין עומדים. אך למרות שרוסיה מעולם לא השיגה הצלחה מלאה במאדים, נאס"א, סוכנות החלל האירופית (ESA) והארגון לחקר החלל ההודי (ISRO), כולם מכניסים את המסלול למדי למאדים ממאדים מאז Y2K. לסין, הודו ויפן יש את המשימות השנייה שלהן הקשורות למאדים בעבודות, ואיחוד האמירויות מתכננות את הראשון שלהן, שלא לדבר על שאיפותיהם של כמה גורמים פרטיים.
החדרת מסלולי מאדים הפכה לשגרתית יחסית במאה ה -21, אך הנחיתות של מאדים הן עדיין כמה מהמשימות הקשות ביותר בחלל העמוק שניסו אי פעם. שני המסלולים המוצלחים של ESA כללו שניהם נחתים זעירים שמעולם לא נשמעו לאחר הנגיעה, אם כי הנחתת Schiaparelli של ExoMars החזירה נתונים כמעט עד לפני השטח.
שלושה דברים מקשים על נחיתת מאדים הרבה יותר מנחיתה של ירח - או נחיתת כדור הארץ, לצורך העניין. ראשית, בניגוד לירח, מאדים מרוחק מכדי שאף אדם כבול קרקע יוכל להיות בתוך הלולאה במהלך ניסיון נחיתה. הזמן שלוקח לאות לנסוע ממאדים לכדור הארץ ובחזרה הוא לעולם לא פחות מתשע דקות והוא בדרך כלל הרבה יותר ארוך, כך שעד שאנחנו יכולים לשמוע ולהגיב לאות שהחללית שלנו פגעה בראש האטמוספרה, התוצאה הסופית, כך או אחרת, כבר התרחשה.
הבעיה השנייה היא האווירה של מאדים. יש גם יותר מדי וגם מעט מדי. על פני כדור הארץ, כאשר אסטרונאוטים וכמוסות דוגמיות חוזרות מהחלל, אנו יכולים להגן על חלליות מאחורי מגני חום ולהשתמש בחיכוך של כניסה אטמוספרית כדי להאט את כלי השיט ההיפרסוני למהירויות תת-sonic. לאחר סיום החלק הלהבה, אנו יכולים פשוט להוציא מצנח כדי לצמצם עוד יותר את המהירות ולהיסחף למגע עדין (או לפחות שרוד) ביבשה או במים.
האווירה של מאדים עבה מספיק בכדי לייצר כניסה לוהטת, הדורשת מגן חום, אך היא דלילה מכדי שמצנח בלבד יוכל להאט חללית שנכנסת במהירות נחיתה. כשסקרנות פגעה בראש האטמוספירה של מאדים בשנת 2012, היא נסעה במהירות של 5.8 קמ"ש (13, 000 קמ"ש). כאשר מגן החום עשה ככל יכולתו, החללית עדיין פגעה לעבר האדמה בגובה 400 מטר לשנייה (895 קמ"ש). המצנח של סקרנות יכול היה, ועשה, להאט אותו, אך רק ל -80 מטר לשנייה (179 קמ"ש). פגיעה בקרקע במהירות זו אינה ניתנת לשרוד, אפילו לא לרובוט.
על עולם חסר אוויר כמו הירח, אין צורך במגן חום ומצנחים לא מועילים לכם. אבל אל תפחד, יש לנו את הטכנולוגיה לנחיתות ירח מאז שנות השישים: קח כמה רקטות והפנה אותן כלפי מטה, וביטל את מהירות כלי השיט.
האווירה הופכת את הדברים לקצת יותר מסובכים במאדים. כאשר אוויר נע כגורם נוסף, רוחות בלתי צפויות יכולות להוסיף מהירות אופקית לא צפויה לא פחות לחללית היורדת. מסיבה זו, אזורי הנחיתה במאדים נדרשים להיות מורדות אזוריים נמוכים. רוחות אופקיות גבוהות פלוס מדרונות גבוהים עלולים להציב נחת הרבה יותר רחוק מהקרקע, או קרוב יותר מכפי שהיא מצפה - ושני מצבים עשויים לאיית אסון.
איור של הנחתת InSight של נאס"א העומדת לנחות על פני מאדים. (נאס"א / JPL-Caltech) אז נחת מאדים זקוק לשלוש טכנולוגיות בכדי להגיע לפני השטח: מגן חום, מצנח פרוס-על-פרסונאלי ועקבים אחוריים. משימות הוויקינגים למאדים באמצע שנות השבעים הוכנו על ידי שיגור מצנחים על טילים תת-עירוניים כדי לאמת שהם יכולים להתנפח בלי להתגרש במהירות גבוהה יותר מהצליל. כל הנחיתות המוצלחות של מאדים מאז (כולן של נאס"א) הסתמכו על מצנחים עם מורשת ויקינגית. לאחרונה, נאס"א עבדה על מאמץ חדש לפיתוח טכנולוגיות האטה המסוגלות להנחית חלליות כבדות יותר מבדיקות הוויקינגים - מאמץ שלא היה, בתחילה, לא הצליח, וכתוצאה מכך מצנחים מגורדים אסון. (הבדיקות האחרונות יותר עבדו טוב יותר.)
בשים לב לכל זה, מה אנחנו יודעים על מה השתבש עבור הנחתים של מאדים שנכשלו לאחרונה? לשניים מהם - מאדים קוטב לנדר וביגל 2 - נוכל רק לשער. לחללית לא הייתה שום יכולת להעביר נתוני טלמטריה בזמן אמת עם ירידתם. כישלון מאדים קוטב לנדר לימד את נאס"א לקח חשוב: אם נלמד דבר מהכישלונות שלנו, עלינו לאסוף כמה שיותר נתונים עד כדי כישלון. מאז שהתנגש המאדים הקוטבי במאדים בסוף 1999, כל נחת מאדים למעט Beagle 2 של ESA העביר נתונים למסלול שהקליט אותות רדיו גולמיים לניתוח עתידי במקרה של כישלון.
בימינו ישנם הרבה מסלולי אורלים במאדים, כך שנוכל לעשות זאת אפילו יותר טוב. תמיד יש מסלול אחד שמאזין ומקליט כל פיסת אות רדיו אחרונה מנחת, רק במקרה של אסון. ויש בדרך כלל מסלול משני שלא רק מקשיב לאות, אלא מפענח אותו ומעביר את המידע לכדור הארץ מהר ככל שנסיעת האור האטית תאפשר. העברת נתונים "צינורית כפופה" זו העניקה לנו את התמונה בזמן אמת של אדרנלין עם ניסיונות הנחיתה של מאדים.
מפה של מאדים, המציגה את מיקומם של כל שבע הנחיתות המוצלחות של נאס"א יחד עם אתר הנחיתה של אינסייט באזור השטוח של אליסיום פלאניטיה. (נאס"א) כשאינסייט תנחת, היא תיפול לאורביטר הסיור במאדים להקליט טלמטריה לגלישה בעתיד אם הניסיון לא יצליח. עם זאת, כדי לקבל נתונים בזמן אמת על הנחיתה, InSight הביאה שני בני לוויה קטנים לחלל החלל: ה- MarCO CubeSats שאורכם כשלושה מטרים בלבד. החללית Mars Cube One הם הקובסאטים הבינלאומיים הראשונים אי פעם. אם המלאכה תצליח, העולם יקבל את הדיווחים בזמן אמת על הנחיתה של InSight, ורובוטי החלל הקטנים יסללו את הדרך לטיולים עתידיים, זעירים וזולים יותר למאדים.
אבל לעת עתה, כל העיניים מופנות ל- InSight. נאס"א נחתה בהצלחה על מאדים שבע פעמים, ולפני שהחודש ייצא, סוכנות החלל תנסה להפוך אותו לשמונה.
אמילי לקדוואלה היא אוונגליסטית פלנטרית בחברה הפלנטרית ועורכת הפרסום הרבעוני של החברה, הדוח הפלנטרי. ספרה החדש הוא העיצוב וההנדסה של סקרנות: כיצד מבצע מאדים רובר את עבודתו .
העיצוב וההנדסה של סקרנות: כיצד מארס רובר מבצע את תפקידו
ספר זה מתאר את המכונה המורכבת ביותר שנשלחה אי פעם לכוכב אחר: סקרנות. זהו רובוט בן טון עם שני מוחות, שבע עשרה מצלמות, שישה גלגלים, כוח גרעיני וקרן לייזר על ראשו. איש אינו מבין כיצד כל המערכות והמכשירים שלו עובדים. התייחסות מהותית זו למשימת הסקרנות מסבירה את ההנדסה העומדת מאחורי כל מערכת בסולבר, החל מהסילון המופעל על ידי רקטות וכלה בגנרטור התרמו-אלקטרי הרדיואוטופי שלה ועד למערכת הטיפול המדגימה המדהימה שלה.
קנה
