NASA SkyFall missiyasini rivojlantirishda oldinga siljidi, bu missiya uchta kichik gidroplanni Marsdagi tadqiqotlar oʻtkazish uchun yuborishni maqsad qilgan. Ushbu loyihaning muhim komponenti boʻlgan ultraengil va moslashuvchan antena yaqinda qattiq sinovlardan oʻtkazildi. Bu antena Mars yuzasining ostidagi muzni aniqlash vazifasiga ega radar bilan birgalikda ishlash uchun moʻljallangan.
Quyotgan suv mavjudligi Qizil sayyora boʻylab kelajakdagi inson yoʻlida ekskursiyalar uchun juda muhim resurs sifatida qaraladi. Bu muz nafaqat inson isteʼmoli uchun ishlatilishi mumkin, balki shuningdek, nafas olish uchun kislorod va raketali yoqilgʻi uchun xomashyo boʻlgan vodorodga aylantirilishi ham mumkin. Kirish mumkin boʻlgan zaxiralarning kashf etilishi Yerdan tashish kerak boʻlgan taʼminot miqdorini sezilarli darajada kamaytiradi.
Imkoniyatlar umumiy xususiyatlari
Hozirgi kunda Mars orbitadagi zondlar oʻnlab metrlik chuqurlikdagi katta muz zaxiralarini aniqlashga qodir. Biroq, bu asboblar tuproqning yuza qatlamlarini koʻrishda qiynaladi, bu esa kelajakdagi inson missiyalari paytida ushbu resursni chiqarish uchun eng maqbul hududlardir.
NASA maʼlumotlariga koʻra, bu cheklov SkyFall missiyasi gidroplanlari bilan bartaraf etiladi. Past balandlikda va kam tezlikda uchishlari tufayli, ular yer osti penetratsiya radarini qoʻllab, yuzadan bir necha metr chuqur joylashgan quruq tuproq va muz oʻrtasidagi oʻzgarishni aniqlashi, shu hududlar haqida ancha batafsil xaritalar yaratishi mumkin.
Radar keng radiofrekans diapazonida ishlaydi, 500 va 2500 megahertz oraligʻini qamrab oladi. Bu kombinatsiya turli chuqurlikdagi maʼlumotlarni yigʻish imkonini beradi: uzoqroq radio toʻlqinlari bir necha metrni singdirishi mumkin, ammo qisqaroq toʻlqinlar yer yuzasining yuqori qatlamlari haqida yanada aniq tasvirlar beradi.
Garchi radar texnologiyasi allaqachon maʼlum boʻlgan boʻlsa-da, uni SkyFall hajmidagi gidroplanaga integratsiya qilish yangi yechimni talab qildi. Standart antena samolyot ostida joylashtirilganda, qoʻnish tartiblariga xalaqit bermasligi uchun haddan tashqari katta boʻlar edi. Mars tuproqi va gidroplanning pastki qismi orasidagi masofa atigi taxminan 15 santimetr boʻlganligi sababli, muhandislar juda kichik va moslashuvchan jihoz yaratishlari kerak boʻldi.
Bir nechta variantlarni baholagandan soʻng, jamoa Vivaldi antennasi deb nomlangan modelni tanladi. Ushbu turdagi antena juda keng chastota diapazonida signallar chiqarish va qabul qilish qobiliyatiga ega, bu missiya radari uchun muhim xususiyatdir. Bundan tashqari, uning tekis shakli yengil va moslashuvchan materiallardan foydalanish orqali ishlab chiqarishni soddalashtiradi.
Egri antenna uning ixtirochisi Peter Gibson nomiga qoʻyilgan, u uning chiziqli shakllarini Antoniyo Vivaldi kompozitoriga bogʻliq violin bilan taqqoslagan.
Bu texnologiyadan foydalangan holda ham, asl antena gidroplan uchun hali ham juda katta edi. Missiya radari faqat quruq tuproqda taxminan besh metr chuqurgacha tadqiq qilish uchun moʻljallangan — bu yerdagi tuproqlarga qaraganda radio toʻlqinlariga kamroq xalaqit beradi — tadqiqotchilar komponent oʻlchamlarini samaradorligini buzmasdan yanada kamaytira oldilar.
Biroq, antena gidroplan oyoqlaridan yarim barobar uzunroq edi. Bu uning har bir qoʻnishda, ayniqsa, samolyot tosh yoki notekis yuzaga duch kelsa, egilishi kerakligini anglatadi. Keyinchalik, u uchish paytidagi maʼlumotlarni yigʻishni davom ettirish uchun avtomatik ravishda asl shakliga qaytishi kerak.
Bu takrorlanuvchi harakatni qoʻllab-quvvatlash uchun muhandislar antennani poliester va Vectran qatlamlari bilan qoplashdi, bu material Spirit va Opportunity robotlarining Marsdagi qoʻnishini yumshatgan havo shimlarida ishlatilgan juda mustahkam materialdir. Ushbu tizim shuningdek, uchish paytidagi barqarorligini taʼminlash uchun shisha tolasi bilan yasalgan moslashuvchan yaylar va magniy struktura bilan jihozlandi.
Barcha bu mustahkamlovchilarga qaramay, jihoz juda yengil qoldi. Toʻliq antena taxminan 150 gramm ogʻirlikdagi, bu ikki violin kamchisi ogʻirligidan biroz ortiq. Massa kamaytirish juda muhim, chunki har qanday ogʻirlik oshishi Marsning juda tenak atmosferasida ishlashi kerak boʻlgan samolyotlarning ishlash samaradorligiga bevosita taʼsir qiladi.
Prototipni ishlab chiqish yakunlangach, jamoa Kaliforniyadagi Jet Itak Ituvchi Laboratoriyasida (JPL) bir qator sinovlarni boshladi. Ushbu sinovlarning maqsadi antena kosmik missiyaning ekstremal sharoitlariga chidashi va radarni uzatish va qabul qilish qobiliyatini yoʻqotmasligi haqida tasdiqlash edi.
Muhandislar antena egilishini simulyatsiya qilishni boshladilar, bu Marsdagi qoʻnishdan keyingi holatini takrorlash edi. Shundan soʻng, jihoz sayyoraning kun-tun siklini taqlid qiluvchi katta harorat oʻzgarishlariga ekspozitsiya qildi, bunda termik farq taxminan 94°C ga yetishi mumkin.
Bu bosqichdan soʻng, antena missiya davomida gidroplanlar tomonidan amalga oshiriladigan oʻnlab qoʻnishlarni ifodalash uchun bir necha marta egilindi. Har bir sikldan keyin tadqiqotchilar radio uzatmalari samaradorligi oʻzgarmaganligini tekshirish uchun sinovlarni toʻxtatishdi.
Sinovlar yanada qiyinroq ssenariyni ham oʻz ichiga oldi: antena radiofrekans oʻlchovlari paytida teskari oʻrnatildi, bu Mars gravitatsiyasida duch keladigan mexanik stressdan yuqori stressni keltirib chiqardi, bu esa Yer gravitatsiyasining atigi uchdan biri ga teng keladi.
Olingan natijalar juda ijobiy deb hisoblandi. Sinov kampaniyasi yakunlanganda, antena Marsdagi 200 ta qoʻnishga teng yukni bardosh berdi, bu asosiy missiyani bajarish uchun zarur boʻlganidan ikkiga undan ortiq edi, samaradorlik yoʻqotilmagan va doimiy deformatsiyalar kuzatilmagan.
Loyiha masʼulchilari aytishicha, bu natija jamoaning asosiy texnik savollarini hal qildi. Garchi yakuniy uchish tasdiqlanishidan oldin yangi sinovlar kerak boʻlsa-da, erishilgan samaradorlik konsepsiya kutilganidek ishlayotganini tasdiqladi.
Keyingi bosqichlar
Keyingi bosqich yangi muhandislik modelini yaratishni nazarda tutadi. Ushbu jihoz vibratsiya sinovlaridan, Mars muhitini simulyatsiya qiluvchi sharoitlarda ochilish sinovlaridan va JPLdagi Mars Yardda samaradorlik baholanishidan oʻtadi, bu hudud Qizil sayyora hududini tiklashga bagʻishlangan.
Har bir SkyFall gidroplani toʻrtta ilmiy asbobni olib yuradi. Missiya Ingenuity gidroplani bilan olingan tajribadan foydalanadi, u Marsda taxminan uch yil davomida 72 uchishni yakunladi. Ushbu samolyotning muvaffaqiyati Mars atmosferasida nazoratli uchishning amalga oshirilishi mumkinligini tasdiqladi va yanada ambitsiyali havo missiyalari yoʻl ochdi.
Agar jadval saqlanib qolsa, SkyFall missiyasi 2028-yil oxirida NASA tomonidan ishlab chiqilgan Freedom raketi yordamida ishga tushirilishi rejalashtirilgan. Marsning yer osti haqidagi bilimni oshirishdan tashqari, missiya kelajakdagi inson bazalari uchun eng maqbul joylarni belgilashi mumkin, bu esa Marsni kashf qilishni xavfsizroq va samaraliroq qiladi.