با استقرار مریخ پیمای های استقامت و ایمنی در مریخ ، اکنون مریخ پیمای استقامت، نمونه های سنگ و خاک را از سطح آن جمع آوری می کند ، چالش بعدی زمان برنامه ریزی برای مرحله بعدی ماموریت است: ارسال نمونه ها به زمین.
مأموریت ارسال نمونه مریخ در تاریخ اکتشافات فضا ، با درهم آمیختن چندین دهه دانش علمی و با فناوری پیشرفته ، یک ماموریت بی سابقه خواهد بود. این ماموریت های جداگانه و هماهنگ رباتیک شامل ترکیب تخصص های ناسا و آژانس فضایی اروپا (ESA) خواهد بود.
یک ناو ناسا ابتدا یک مریخ نورد را به همراه یک وسیله صعود مریخ (MAV) به سطح مریخ تحویل می دهد. پس از برداشت نمونه ها توسط مریخ نورد Perseverance ، درون یک قوطی بارگیری می شود و به MAV منتقل می شود ، که از مریخ بلند شده و نمونه ها را به مدار می رساند.
در همین حال ، یک مأموریت مدارگرد بازگشت زمین در حال انجام است که زمان آن برای رهگیری نمونه ها و انتقال آنها به یک کپسول ورودی زمین ، برای تحویل به یک مرکز حمل و نقل است. اگر همه چیز خوب پیش برود ، مریخ نورد و MAV در سال ۲۰۲۶ خاک مریخ را ترک می کنند و نمونه ها در اوایل دهه ۲۰۳۰ وارد زمین می شوند.
هماهنگی و تسهیل حرکت روباتیک از یک سیاره بیگانه چالشی جدید برای دانشمندان و مهندسان است. فناوری تحقق آن توسط شرکت هوافضا Northrop Grumman Corporation مستقر در مریلند ساخته خواهد شد.
مایک لارا ، مدیر استراتژی و توسعه تجارت می گوید: [ما] پیشرانه موشکی محکمی را ارائه می دهیم که MAV را برای اولین قسمت از سفر خود به فضا پرتاب کند. “فن آوری پیشرانه ما برای بازگشت این نمونه ها به زمین بسیار مهم است.”
آنیتا سنگوپتا ، مهندس هوا فضا از گروه مهندسی فضانوردی دانشگاه کالیفرنیای جنوبی ، می گوید چالش های اصلی در هنگام توسعه پیشرانه برای MAV این است که سیستم ها باید طوری طراحی شوند تا تفاوت جاذبه و جو در مریخ را نسبت به زمین حساب کنند.
او می گوید: “گرانش زمین سه برابر بیشتر است.” “[و] مریخ دارای یک فشار سطحی است – حدود ۱ درصد فشار زمین، به تعبیری دیگر موشک برای اینکه بتواند با همان مقدار محموله بلند کند، در مریخ بسیار کوچکتر خواهد بود.” اما این کار را آسانتر نمی کند: “چالش واقعی این واقعیت است که همه کارها باید به صورت خودکارانجام شود زیرا هیچ خدمه ای برای کنترل آن در آنجا وجود ندارد بنابر این همه چیز در آولین بار باید بدرستی و بدون هیچ اشتباهی کار کنند.
لارا می گوید ، پرتاب موشک موفق حتی در زمین نیز چالش برانگیز است و اشکالات جوی یا فنی می تواند منجر به لغو پرتاب در ثانیه های آخر شود. با وجود تاخیر زمانی در ارتباطات بین زمین و مریخ حدود ۲۰ دقیقه برای یک پیام رفت و برگشت ، چنین گزینه ای وجود نخواهد داشت: با شروع شمارش معکوس ، دیگر بازگشتی وجود ندارد.
تیم سازنده موتورهای محرکه موشک جامد همچنین باید در نظر بگیرند که مریخ همراه با جو نازک آن واقعاً سرد و در حدود ۴۰- درجه سانتی گراد است. این بدان معناست که مهندسان باید برای پیشگیری از هرگونه اختلال در موتور موشک بیش از یک سال سیستم ها آن آماده و گرم نگهداشته بشوند – انتظار می رود این کاوشگر حدود ۱۸ ماه برای بازیابی نمونه ها وقت صرف کند – موتورهای موشکی [O] ur باید در برابر ذخیره سازی دمای پایین در شرایط خلا مقاومت کنند.”
با وجود شرایط سخت مریخ ، Sengupta می گوید که تیم، بدون برنامه به این مأموریت نمی رود ، “به کمک فیزیک و مهندسی توانایی اجرای شبیه سازی های رایانه ای و انجام آزمایشات و مقیاس بندی آنها برای تفاوت های زمین و مریخ با یک درک مبتنی بر فیزیک را داریم به عنوان مثال ، شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی به دانشمندان کمک می کند که زودتر از موعد عملکرد یک محیط خاص را مشاهده کنند.
او اضافه می کند ، جنبه افزونگی سیستم نیز در طراحی وجود دارد ، به این معنی که اگر چیزی مطابق با برنامه کار نکند ، یک بازگشت مجدد وجود خواهد داشت.
سنگوپتا در آخر می گوید ، در حالی که هرگز صعود پیشرانانه ای از مریخ وجود نداشته است ، اما درسهایی از مأموریت های فضا پیمای آپولو و ماموریت های دیگر وجود دارد که از هرکدام ازآنها به کمک درک مولفه های فیزیکی تجربه کسب می کنیم.
