يريد العلماء إرسال روبوت قصير ممتلئ الجسم مملوء بطائرات الهندباء بدون طيار للتحقيق في الأنفاق المخفية على سطح المريخ

تقع في شمال شرق كاليفورنيا سلسلة من الكهوف التي تشكلت منذ آلاف السنين عندما ثارت البراكين الحمم البركانية التي تصلبت فيما بعد، تاركة وراءها أنفاقًا واسعة بما يكفي لمرور البشر من خلالها. لكن الأرض ليست الكوكب الوحيد في نظامنا الشمسي الذي توجد به براكين، إذ تتشكل كهوف خارج كوكب الأرض في جميع أنحاء النظام الشمسي.

خذ المريخ على سبيل المثال. ملايين السنين قبل ظهور الحياة أرض ومع ظهور البراكين، اندلعت البراكين على الكوكب الأحمر أيضًا. يبدو أن البراكين المريخية خاملة في الوقت الحالي، لكن هذا النشاط السابق ترك وراءه أكبر شبكة أنفاق في النظام الشمسي. تمتد أنابيب الحمم البركانية الناتجة إلى أكثر من 820 قدمًا (250 مترًا)، أي أكثر من ثمانية أضعاف عرض أنفاق كاليفورنيا. حتى الآن، قام الباحثون بذلك وجد أنظمة الأنابيب على المريخ يصل إلى أكثر من 746 ميلاً (1200 كيلومتر)، وهو ما يكفي لتغطية الولايات المتحدة القارية ثلاث مرات. بالإضافة إلى ذلك، يعتقد العلماء أنه لم يتم اكتشاف المزيد من الأنفاق بعد.

ولكن من أجل فهم مدى اتساع الشبكة، يدفع العلماء إلى حدود استكشاف الفضاء. يقترح أحد هؤلاء العلماء فكرة “طائرات الهندباء بدون طيار”.

في الوقت الحاضر، كانت جهودنا لاستكشاف المريخ تعتمد بشكل كبير على المركبات الجوالة، مثل فضول و مثابرة. ومع ذلك، على الرغم من ريادة هذه المركبات الآلية، إلا أنها وصلت إلى حدودها عندما يتعلق الأمر بأنابيب الحمم البركانية.

وقال مصطفى حسناليان، الأستاذ المشارك في جامعة نيو مكسيكو للتكنولوجيا، لموقع Space.com: “إن المركبات الجوالة بحجم حافلة مدرسية”. “لهذا السبب لا يمكنهم الدخول.”

كما أن الغلاف الجوي للمريخ لا يرحم، مما يعني أن الرياح التي تصل سرعتها إلى 60 ميلاً في الساعة (97 كيلومترًا في الساعة) يمكن أن تهاجم هؤلاء المستكشفين، بل وتتسبب في قطع ممزقة من الفضول روفر على مر السنين.

ما هي طائرة الهندباء بدون طيار؟

تم تصميم طائرات حسناليان بدون طيار وفقًا لفكرة المحاكاة الحيوية: المفهوم القائل بأن الروبوتات يجب أن تحاكي ما نلاحظه في الطبيعة بدلاً من إعادة اختراع ما نجحت الطبيعة في فعله بالفعل.

يقول حسناليان إن المحاكاة الحيوية غالبًا ما تفشل عندما يكون التصميم كبيرًا جدًا، ولكنها تكون أكثر كفاءة على المستوى المجهري. وأوضح: “هناك سبب لعدم رفرفة الطائرات”.

على سبيل المثال، يبدأ مفهوم طائرة الهندباء بدون طيار بنوع آخر من الروبوت حسناليان وفريقه الذي صممه يسمى “الروبوت الممتلئ،” استنادًا إلى حبة الدواء، والتي تتدحرج إلى كرة عند التهديد. وتتمثل الفكرة في نشر طائرة بدون طيار من خلال ثقب في سقف الكهف، وتزويدها بمظلة للسماح لها بالانجراف إلى أرضية الكهف. سيحتوي هذا الروبوت الممتلئ بالآلاف من الطائرات الصغيرة بدون طيار، أو طائرات الهندباء بدون طيار، بداخله.

سيطلق روبوت حبوب منع الحمل بعد ذلك كل تلك الآلاف من الطائرات بدون طيار في الكهف، حيث يتم دفع روبوتات الهندباء بواسطة رياح المريخ القوية لأميال وأميال ورسم خرائط للأنفاق أثناء طيرانها.

ومع ذلك، هناك عقبة واحدة تتمثل في التأكد من وجود ما يكفي من الرياح لحمل طائرات الهندباء بدون طيار. نظرًا لأنه لم يدخل أي شيء من صنع الإنسان إلى أنابيب الحمم المريخية، فإن العلماء ليسوا متأكدين تمامًا من مدى قوة الرياح. قلة الرياح من شأنها أن تشكل مشكلة.

لكن العديد من الباحثين يعتقدون أن الثقوب الموجودة في سقف نظام الكهف سوف تعمل على تهوية الأنفاق، مما يجعلها شديدة الرياح. بالإضافة إلى ذلك، يأتي الروبوت مزودًا بمروحة عالية الطاقة، في حالة عدم قوة الرياح بما يكفي أو هدوءها.

هناك تعقيد آخر يجب على الفريق التفكير فيه وهو حقيقة أن ضوء الشمس لا يمكنه الدخول إلى الكهف، وبالتالي فإن الألواح الشمسية – المصدر الأكثر شيوعًا لتزويد المركبة الفضائية بالطاقة – لن تعمل. وبدلاً من ذلك، صمم حسناليان طائرات الهندباء بدون طيار لتعمل بالكهرباء الضغطية، المصنوعة من بوليمر مرن يولد شحنة كهربائية.

خلال مرحلة التصميم، أدرك الفريق أيضًا أن البذور التي يتم دفعها بالهواء في الطبيعة عادة ما تكون بيضاء اللون لأنها تعكس المزيد من ضوء الشمس، مما يجعلها أكثر برودة وأخف وزنًا. ومن ثم فإنهم يخططون لطلاء طائرات الهندباء بدون طيار باللون الأبيض للسماح لهم بالسفر لمسافة أبعد.

بمجرد وصولها إلى الهواء، تقوم طائرات الهندباء بدون طيار بنقل البيانات عبر إشارات الراديو، وتجمع قراءات حول الرطوبة ودرجة الحرارة، وتضع في النهاية مخططًا لنظام الأنفاق بأكمله.

سباق إلى الأنفاق

فريق حسناليان ليس الفريق الوحيد الذي يبحث في استكشاف أنابيب الحمم البركانية. في سلسلة من الاختبارات تبدأ في 2023، قامت مجموعة من العلماء الأوروبيين بقيادة مختبر الروبوتات الفضائية في جامعة ملقة بإسقاط الروبوتات في أنابيب الحمم البركانية الموجودة في جزيرة في إسبانيا تسمى لانزاروت من أجل رسم خريطة لنظام الأنفاق استعدادًا لمهمة المريخ المستقبلية المحتملة.

وقد صنعت ناسا أيضًا 72 رحلات جوية باستخدام براعة مروحية المريخ عبر سطح الكوكب، مما يثبت إمكانية إجراء المزيد من الاستكشافات. لكن هذه الطائرة بدون طيار صُممت للطيران في الهواء الطلق، ولم تتح لها الفرصة أبدًا للمغامرة في أنابيب الحمم البركانية قبل النهاية لقاء زوالها في عام 2024.

بدون طيار خطط تشير تطويرات وكالة ناسا إلى أن وكالة الفضاء مهتمة بشكل خاص ببركان أرسيا مونس، وهو بركان درعي يقع في منطقة ثارسيس على كوكب المريخ، والذي يضم أكبر البراكين في النظام الشمسي، مثل بركان ثارسيس. أوليمبوس مونس – ما يقرب من ثلاثة أضعاف ارتفاع جبل ايفرست.

ومنطقة ثارسيس وحدها هي بحجم الكوكب القزم سيريس. عندما تشكل الانتفاخ، أضاف الكثير من الكتلة لدرجة أنه يُعتقد أن المريخ قد مائل بحوالي 20 درجة. ويناقش العلماء السبب الدقيق لذلك، لكن النظريات تشمل حدوث تصادم ضخم في تاريخ المريخ المبكر، أو أعمدة الوشاح غير المستقرة.

يعد بركان أرسيا مونس ذا أهمية خاصة لناسا لأن الوكالة رصدت ثقوبًا في الدرع حيث انهار السقف البركاني، تاركًا المناور خلفه وكشف عن شبكة أنفاق واسعة بداخله.

تشير القراءات الحرارية المأخوذة من الثقوب البركانية إلى أن درجة الحرارة في الداخل لم تتغير بشكل جذري مثل السطح، مما يثير الآمال في أن يتمكن البشر من ذلك يومًا ما في الداخل، وحتى فكرة ذلك الحياة موطنها المريخ قد نجا في الداخل.

ناسا تتطلع أيضا الكهوف المحتملة على تيتان، أكبر أقمار زحل، اختيار جونز هوبكنز المركبة الفضائية “اليعسوب”. لاستكشاف السطح.

ليس من المفترض أن يهبط البشر على الكوكب حتى ثلاثينيات القرن الحالي أقرب. وعندما يأتي ذلك اليوم أخيرًا، يمكن أن يكون استكشاف الطائرات بدون طيار أمرًا حيويًا لبقاء البشرية على المدى الطويل على المريخ.