سودارس : كيف تختلف المروحية المريخية عن نظيراتها الأرضية؟

الهلال .. للصدارة عنوان نموذج ذكاء اصطناعي يكشف مضاعفات الحمل الخطيرة ألقت رضيعها بالقمامة فنهشته الكلاب أمامها…جريمة تشغل الليبيين دواء جديد يقلل خطر وفيات سرطان المبيض 60% محمد إمام يخوض صراعاً مع أشقائه خارج إطار القانون في "الكينج" لاعب ليفربول لجماهير الفريق: جهزوا "المناديل".. صلاح راحل لا وألف لا للتراجع عن تنفيذ صيانة الكوبري أسرار السحب وبصمة اللسان وعسل النحل.. حقائق علمية ستدهشك يارا السكري: الجمهور ينتظرني مع أحمد العوضي بعد اتهامها بشراء لجان إلكترونية لحسابات هندية.. مي عمر: شغل رخيص أول تسريب لشكل هاتف غالاكسي زد فولد وايد منافس آيفون فولد الصين تطلق أول دوري عالمي لقتال الروبوتات بجائزة 1.44 مليون دولار بريطانيا تفجّرها: 10 دول متورّطة في توريد الأسلحة في حرب السودان قرار مهم لمركزي السودان بشأن بنك شهير نادي العروبة يهنئ الانيق بالمحافظة على موقعه بالممتاز (تأهلنا.. وتصدرنا ولكن؟) إبراهيم شقلاوي يكتب: بين الفوضى وإعادة التأسيس الهلال يهزم سانت لوبوبو ويتأهل متصدراً مجموعته شاهد بالصورة.. فنانة تشكيلية تعرض لوحة للفنان الراحل محمود عبد العزيز للبيع بمبلغ 5 مليار جنيه وساخرون: (إلا يشتريها مأمون لزوجته حنين) شاهد بالصورة والفيديو.. الفنانة إنصاف مدني تفاجئ الجميع وتقتحم عالم التمثيل بالمشاركة في عمل درامي خلال شهر رمضان شاهد بالصورة والفيديو.. الفنانة إنصاف مدني تفاجئ الجميع وتقتحم عالم التمثيل بالمشاركة في عمل درامي خلال شهر رمضان ليفربول يحسم أمره ويقرر عرض محمد صلاح للبيع السلطانة هدى عربي توجه رسالة لخصومها بصور ملفتة: (اصلوا ما تحاولوا تشوهوا صورتنا لي ناس الدنيا ضيقة) وزير الصحة يؤكد دعم غرب كردفان واستمرار الخدمات الصحية رغم التحديات بنك الخرطوم يصدر توضيحا مهما تبادل إطلاق نار في الخرطوم إطلاق سراح 100 من نزلاء السجون الغارمين بكسلا تفاصيل بشأن خطة تأهيل جسري شمبات والحلفايا الأردني التعمري يقود رين إلى هزيمة باريس سان جيرمان بثلاثية د. سلمى سجلت نقطة لصالحها، إن تم قبول استقالتها ستخرج وقد رفعت الحرج عن نفسها الشرطة في الخرطوم تنهي مغامرة متهم المستشفيات الخطير نصائح صحية للاستعداد المبكر لرمضان أئمة يدعون إلى النار الهلال السوداني يخوض مواجهة مصيرية في أبطال إفريقيا إتحاد جبل أولياء يكون اللجان العدلية ترتيبات لإعادة تشغيل مصنع ألبان بركات وإنشاء مزرعة لتربية الماشية وزارة المالية توقع إتفاق مع بنك التضامن الإسلامي لتقديم خدمة إيصالي ارتفاع في اسعار محصول الذرة واستقرار سعر السمسم بالقضارف أمس انطلاق دورة متخصصة لتطوير الأداء الرقمي برعاية وزير الشباب والرياضة الإدارة العامة لشرطة تأمين التعدين تنفذ حملة منعية وكشفية لمكافحة التعدين العشوائي بولاية البحرالاحمر الإدارة العامة لشرطة تأمين التعدين تنفذ حملة منعية وكشفية لمكافحة التعدين العشوائي بولاية البحرالاحمر هيئة مياه الخرطوم: تحصيل فاتورة المياه لا يشمل القطاع السكني حتى الآن ارتفاع طفيف لأرباح زين السعودية إلى 604 ملايين في 2025 أفراد من الشرطة يلقون القبض على السائق الخاص بالقائد الميداني لمليشيا الدعم السريع "جلحة" داخل "ركشة" بحي بري هلال كوستي يدشن برامجه الثقافية بليلة ثقافية كبرى وتكريم رموز النادي والمجتمع شاهد بالفيديو.. سرقة محل مجوهرات بشارع الوادي بأم درمان وقيمة المسروقات تقدر ب(ترليون) جنيه محاولة أوكرانية جديدة لإفشال مفاوضات السلام بعيداً عن ارض المعركة رفض الزوج شراء سجائر لها فقتلته.. جريمة زوجة مصرية تثير الجدل ترامب يحذر إيران: الوقت ينفد والهجوم القادم سيكون أشد تلفزيون السودان يستأنف البث المباشر من مقرّه الرئيسي وزير الصحة: التبغ عدو الحاضر والمستقبل و فاتورته الصحية تفوق عائداته الضريبية هل قتل السحر الأسود الإسرائيلي عبد الناصر؟.. كتاب جديد يكشف خفايا خطيرة في مصر سباق اختراق الضاحية باكورة بطولات الاتحاد العربي لألعاب القوى شركة اتصالات في السودان تعلن عن توقف خدمات "مَا حَرَّمَ إِسْرَائِيلُ عَلَى نَفْسِهِ"! أحمد الشاكر: انا أعجز عن شكر جميع الإخوة الأشقاء في المملكة العربية السعودية السودان..حصيلة صادمة بمرض شهير في ولايتين إسحق أحمد فضل الله يكتب: (حديث نفس...)

شكرا على الإبلاغ!

سيتم حجب هذه الصورة تلقائيا عندما يتم الإبلاغ عنها من طرف عدة أشخاص.

كيف تختلف المروحية المريخية عن نظيراتها الأرضية؟
اختلاف جذري

الراكوبة نشر في الراكوبة يوم 03 - 05 - 2021

في 17 ديسمبر 1903، نجحت أول رحلة لطائرة تعمل بالطاقة في التحليق لمسافة 120 قدماً (36.5 متراً) فوق الكثبان الرملية بالقرب من منطقة "كاتي هوك" بولاية كاليفورنيا الأميركية.
وبعد مرور أكثر من 115 عاماً على ذلك التاريخ، استخدم العلماء في مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا قطعة قماش من تلك الطائرة كشريط عازل حول كابل يقع أسفل اللوح الشمسي لمروحية ستكتب تاريخياً جديداً في علوم الطيران.
وفي 19 أبريل الماضي، طارت المروحية "إنجينونتي-ingenuity" والتي تعني "إبداع"، لأول مرّة في التاريخ فوق الكوكب الأحمر (المريخ) لتُسجل نفسها كأول طائرة تُحلّق في أجواء غير أرضية.
اختلاف جذري
ومنذ ذلك التاريخ حتى الآن، حلّقت الطائرة 4 مرات كاملة، كان أحدثها الجمعة الماضي، إذ بلغت رحلتها 266 متراً وهي على ارتفاع يقترب من 5 أمتار فوق سطح الكوكب الأحمر.
وعلى الرغم من أن طلاب الجامعات التقنية في أنحاء العالم قادرون على تصنيع طائرات صغيرة مثل المروحية المريخية بسهولة لتطير بكفاءة شديدة على الأرض؛ إلا أن أياً من هذه الطائرات لا يمكنها الارتفاع سنتيمتراً واحداً إذا ما تم تجربتها على المريخ.. فكيف تختلف المروحية المريخية عن نظيرتها التي تطير بكفاءة في جو الأرض وتحت سمائها؟
يختلف المريخ بشكل جذري عن كوكب الأرض، فعلى الرغم من أنه كان يوماً ما يملك غلافاً جوياً سميكاً بما يكفي لسريان المياه على السطح، إلّا أنه اليوم رقيق للغاية، أقل بحوالي 100 مرة من سُمك الغلاف الجوي للأرض.
كما أن الغلاف الجوي المريخي يتكون من تركيبة غازية مختلفة يُسيطر عليها ثاني أكسيد الكربون بنسبة 95%، وهو ما يعني اختلاف ظروف الطيران تماماً وجذرياً عن الأرض.
ويعتمد الطيران على توليد قوة رفع LIFT (force) عن طريق إحداث فرق الضغوط بين أسفل الجناح (أو المروحة) وأعلاه.
وفي حالة المريخ، يصعب توليد تلك القوة بسبب الكثافة المنخفضة للغاية لغلاف المريخ الجوي، إلّا أن تلك الصعوبة – ولحسن الحظ – تقابلها جاذبية المريخ المنخفضة التي تبلغ نحو ثلث جاذبية الأرض.
وطبقاً لتلك المعطيات، فإن كل طيران لارتفاع متر واحد على سطح المريخ يُقابله على الأرض نحو 27 ألف متر، وهو ارتفاع لم تتمكن المروحيات الحالية من بلوغه على الإطلاق.
كما أن سرعة دوران مروحة "الهليكوبتر المريخية" يجب أن تبلغ نحو 2400 دورة في الدقيقة الواحدة، أي حوالي 5 أضعاف أسرع شفرة مروحية على سطح الأرض.
التوّصل إلى حل.. كيف؟
قام المُصممون بالعودة إلى التاريخ، وتحديداً عام 1754، وهو الوقت الذي قدم فيه العالم الروسي "ميخائيل لومونوسوف" أول تصميم في التاريخ لطائرة هليكوبتر ذات نموذج ل"دوّارات متحدة".
والدوّارات المتحدة أو المحورية هي زوج من الشفرات المثبتة واحدة فوق أخرى على أعمدة متحدة المركز، وتقوم تلك الشفرات (المروحيات) بالدوران في اتجاهين متعاكسين، لكن، مع محور الدوران نفسه.
وقام مصممو المروحية المريخية باستخدام هذا المبدأ العلمي لعمل دوّارات متحدة المحور ذات دوران معاكس يبلغ قطرها حوالي 1.2 متر.
أما على كوكب الأرض، تُصنّع شفرات مروحة الهليكوبتر من الصلب. في الماضي، حاول العلماء صناعة تلك الشفرات من الألومنيوم أو حتى أخشاب الماهوجني، إلا أن الصلب أثبت كفاءة عالية وتحملاً للضغوط واستدامة كبيرة، إلّا أن من ضمن عيوبه ثقل الوزن، وهو ما يجعله يستهلك الكثير من الطاقة للدوران في السرعات العالية.
مشكلة الوزن
لم تكن هذه المشكلة الوحيدة التي واجهت فريق تصميم المروحية المريخية، إذ واجههم كذلك مشكلة متعلقة بمصدر الطاقة لتشغيل المروحية، والذي لم يكن يخرج عن الطاقة الشمسية، لعدم وجود طريقة أخرى لتزويد الطائرة بالوقود، وكان التحدي في أن الطاقة المولدة عن طريقه تكفي بالكاد لطيران مركبات خفيفة الوزن.
لذا، درس العلماء مادة مجموعة من المواد خفيفة الوزن، القادرة على تحمّل العمل في بيئة المريخ المتقلبة بين البرودة الشديدة والحرارة المرتفعة، والاهتزاز أثناء الإقلاع، وأيضاً قوة التسارع الناجم عن دوران الشفرات، وانخفاض معاملات التمدد الحراري.
وجد العلماء ضالتهم في المواد الكربونية ذات الصلابة العالية، والتي تتميز بخفتها مقارنة بحجمها، لدرجة جعلت وزن الطائرة بالكامل لا يتعدى 1.8 كيلوغرام. لكن، ماذا عن الثبات أثناء الطيران؟
تبلغ سرعة الرياح المتوسطة في كوكب المريخ نحو 22 كيلومتراً في الساعة الواحدة، وهي سرعة تجعل تحليق المركبات المصنوعة خفيفة الوزن غير مستقر، لذا قام العلماء بإعادة الحسابات من جديد.
استثمار لم يذهب هباءً
في عام 2014، نشر مختبر الدفع النفاث تصميماً نظرياً للطائرة، ثم طلب 15 مليون دولار أميركي لتطوير ذلك التصميم.
واستقر رأي المُصممين على ضرورة الحفاظ على طيران منخفض ل"إبداع" في حدود 5 أمتار فوق تربة المريخ، مكنّهم ذلك من تقليل سرعة دوران المروحة لما دون 2500 دورة في الدقيقة، بهدف تقليل الاهتزازات الناجمة عن الدوران، وهو الأمر الذي ساهم بدوره في زيادة استقرار الطائرة.
بحلول عام 2019، كانت وكالة ناسا قد استثمرت نحو 85 مليون دولار في المركبة المريخية، إلّا أن تلك الاستثمارات لم تذهب هباء.
ففي 19 إبريل الماضي، حلّقت الطائرة في تمام الساعة 7:34 بالتوقيت العالمي، لمدة 39.1 ثانية، على ارتفاع 3 أمتار كاملة، لتثبت قدرتها على التحليق والثبات في الجو.
وبعد ثلاثة أيام، تحركت الطائرة مسافة تقدر ب4.3 متر في الاتجاه الأفقي، على ارتفاع 4.9 متر من سطح المريخ، لتثبت في تلك المرحلة قدرتها على التحرك بشكل أفقي.
وبعد مرور نحو 6 أيام، ولمدة 80 ثانية كاملة؛ تمكنت الهليكوبتر المريخية التي تمدها خلايا شمسية بالطاقة اللازمة للطيران، من التحليق على ارتفاع 5.2 متر ولمسافة أفقية تُقدر ب100 متر، زادت لتصل إلى 266 متراً في التجربة التي تمت في 30 أبريل واستمرت لنحو 117 ثانية.

انقر هنا لقراءة الخبر من مصدره.