أجرى مهندسو الفضاء في ناسا ولوكهيد مارتن المهمة الصعبة المتمثلة في قياس إمدادات الوقود لأقدم مركبة فضائية في مدار حول المريخ دون استخدام مقياس الوقود ، بعد أن أشارت الحسابات إلى أن المسبار قد يكون على وشك الجفاف.
تشير تقديرات 2021 و 2022 إلى أن كوكب المريخ أوديسي المداري استنفد وقودها الدافع بشكل أسرع بكثير مما كان متوقعًا ، مما دفع إلى التحقيق في “الوقود المفقود” للمركبة. في النهاية ، استنتج العلماء أن الوقود المفقود لم ينفد على الإطلاق! هذا يعني أنه يجب أن تحتوي أوديسي على وقود دافع كافٍ للاستمرار حتى نهاية عام 2025.
كانت المركبة المدارية Mars Odyssey في الفضاء منذ 22 عامًا. خلال هذه الفترة ، أكملت البعثة أكثر من 94000 مدار من المريخ وقدمت مجموعة من الاكتشافات المثيرة للإعجاب مثل اكتشاف الجليد المائي تحت سطح الكوكب والتي يمكن أن يستخدمها رواد الفضاء في المستقبل.
متعلق ب: الكشف الكبير: ما الذي تخبئه لنا عودة العينات من المريخ؟
خلال مهمتها ، قطعت أوديسي ما يعادل 1.37 مليار ميل (2.21 مليار كيلومتر) حول المريخ ، الأمر الذي تطلب إدارة دقيقة للوقود. المشكلة هي أن المركبة الفضائية ، التي أطلقت في عام 2001 ، ليست مجهزة بمقياس للوقود.
وهذا يعني أنه يتعين على مشغلي ناسا الاعتماد على الرياضيات والاختبارات البارعة لحساب مقدار 500 رطل (225.3 كيلوغرام) من دافع الهيدرازين الذي انطلقت به المركبة من الأرض.
يتم قياس احتياطي الوقود المتبقي من خلال تطبيق الحرارة على خزاني الوقود في أوديسي لمعرفة مدى سرعة وصولهما إلى درجة الحرارة المحددة ، مما يشير إلى مدى امتلائها بالوقود. تمامًا مثل إبريق الشاي الفارغ الذي يسخن أسرع من الخزان الممتلئ ، يجب أن يصل خزان الوقود الفارغ إلى درجة الحرارة المستهدفة أسرع من درجة الحرارة الممتلئة ، وقالت ناسا في بيان (يفتح في علامة تبويب جديدة).
في عام 2021 ، أشار الاختبار إلى أن أوديسي لم يتبق منها سوى 11 رطلاً (5 كجم) من الوقود الدافع ، وهو أقل من النمذجة الرياضية لاستهلاك وقود المسبار المتوقع. في كانون الثاني (يناير) 2022 ، استخدم فريق ناسا هذه الطريقة مرارًا وتكرارًا ووجدوا وقودًا متبقيًا أقل مما كان متوقعًا: 6 أرطال (2.8 كجم) فقط من الهيدرازين. إذا كانت النتائج صحيحة ، فإن أوديسي تجف في أقل من عام.
لم يكن المهندسون متأكدين من كيفية شرح التناقض بين نتائج الاختبار والتوقعات ، وشرعوا في إجراء مزيد من التحقيقات ، والتي كشفت عن تفاصيل لم تكن معروفة من قبل حول تقادم نظام الوقود المعقد للمركبة أثناء الطيران.
إذن أين ذهب “الوقود المفقود” الخاص بـ Odyssey؟
بعد الحسابات التي تشير إلى أن المركبة المدارية Mars Odyssey قد تنفد من الوقود ، قام العلماء في مختبر الدفع النفاث (JPL) التابع لناسا بتعيين مهندسين من شركة Lockheed Martin Space ، الذين لم يبنوا أوديسي فحسب ، بل حافظوا أيضًا على عمليات مهمتها وقدموا الدعم الهندسي للمركبة. .
وقال جوزيف هانت ، مدير مشروع أوديسي في مختبر الدفع النفاث ، في البيان: “كان علينا التحقق أولاً من أن المركبة الفضائية في حالة جيدة”. “بعد استبعاد احتمال حدوث تسرب أو أننا نحرق وقودًا أكثر مما كان متوقعًا ، بدأنا في مراجعة عملية القياس لدينا.”
قرر فريق الفضاء JPL / Lockheed Martin المشترك أنهم بحاجة إلى “نظرة جديدة” لتقييم مشكلة Odyssey. جاءت تلك العيون الجديدة في شكل استشاري لتقدير المركبة الفضائية بوريس يندلر.
ربط Yendler الوقود المفقود بحقيقة أنه ، مثل جميع المركبات الفضائية ، تستخدم Odyssey الوقود للحفاظ على أنظمتها في درجات حرارة التشغيل المثلى وحمايتها من برودة الفضاء. تساءل المستشار عما إذا كان مصدر في Odyssey يضيف الحرارة إلى وقودها. قد يتسبب ذلك في ارتفاع درجات الحرارة بشكل أسرع أثناء اختبار حرارة خزان الوقود ، مما يؤدي إلى الحصول على قراءات غير دقيقة للوقود.
أدى التحقيق الدقيق إلى اكتشاف أن السخانات الموجودة على طول خط وقود أوديسي تعمل على تسخين خزانات الوقود المتصلة ، مما يجعلها تبدو فارغة أكثر مما هي عليه في الواقع. من خلال أخذ هذا في الاعتبار في طريقة القياس وحساب ديناميكيات السوائل الأكثر تعقيدًا ، تمكن الفريق من تحديد أن أوديسي لا تزال تحتوي على حوالي 9 أرطال (4 كجم) من الهيدرازين.
لا تستهلك Mars Odyssey الكثير من الوقود كل يوم ، حيث توفر الألواح الشمسية للمركبة الطاقة اللازمة لتشغيل أنظمتها. بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم المسبار عجلات رد الفعل للبقاء موجهًا نحو المريخ أثناء التحقيقات العلمية. تدور هذه العجلات داخل جسم المركبة الفضائية ، لتولد عزمًا يسمح لأوديسي بالحفاظ على موقفها دون دفع.
المكان الذي يلعب فيه الهيدرازين حقًا هو عندما تكمل Odyssey مدارًا كاملاً وتحتاج إلى تفريغ الزخم المتزايد في عجلات التفاعل الخاصة بها. تقوم المركبة الفضائية بذلك عن طريق إطلاق رشقات نارية دقيقة ومحسوبة بدقة من الوقود عبر محركات الدفع الخاصة بها.
مع هذا الاستخدام المحدود ، تمتلك أوديسي وقودًا كافيًا لبضع سنوات أخرى على الأقل. يدرك الفريق ، مع ذلك ، أن كمية الوقود المتبقية التي حسبها قد تتغير لأنها تنقح حساباتها وتحسن دقة القياسات. ومع ذلك ، من المؤكد أن الفريق يفهم العمل بشكل أفضل من ذي قبل.
قال جاريد كول مدير مهمة ناسا JPL Odyssey في البيان: “إنها تشبه إلى حد ما عملية اكتشاف العلوم لدينا”. “أنت تستكشف نظامًا هندسيًا لا تعرف ما ستجده هناك. وكلما نظرت لفترة أطول ، وجدت ما لم تتوقعه أكثر.”
تابعنا على تويتر تضمين التغريدة (يفتح في علامة تبويب جديدة) أو على الفيسبوك (يفتح في علامة تبويب جديدة).
