قدیمی‌ترین فضاپیمای مریخ ناسا برای چندین دهه در حال اجرا بوده است. در اینجا چگونه است

داشتن چنین سابقه طولانی مشاهدات از بالای سطح مریخ، داستان آب در این سیاره را در گذشته و حال به طور یکسان بازنویسی کرده است. نگه داشتن مدارگردهای ویزون شده برای مدت طولانی تنها به لطف مهندسی عالی و حل مشکلات دائمی و کمی شانس امکان پذیر بوده است. اما دانشمندان تعجب می‌کنند که آیا علیرغم میراث تاریخی خود، اودیسه و MRO آخرین در نوع خود خواهند بود، حداقل برای سیاره سرخ. بریونی هورگان، دانشمند سیاره‌شناسی در دانشگاه پوردو که وابسته نیست، می‌گوید: «اودیسه و ام‌آر‌آی هر دو از پربازده‌ترین فضاپیماهایی هستند که تاکنون وجود داشته‌اند.

با هر یک از ماموریت‌ها انجام شد و آنها را برای برنامه کلی تحقیقات مریخ ناسا «بحرانی» خواند. به عنوان مثال، مشاهدات اودیسه از یخ سیاره و توانایی MRO برای دیدن تغییرات سطحی در طول زمان، هر یک بینش بی‌سابقه‌ای را در مورد مریخ به‌عنوان سیاره‌ای پر جنب و جوش به جای توده‌ای سنگ به دانشمندان داده است. Odyssey و MRO همچنین انسان ها را به هر مریخ نورد ناسا متصل می کنند که نمی تواند مستقیما با زمین ارتباط برقرار کند.

این یک میراث چشمگیر برای یک جفت مدارگرد است که قرار بود فقط چند سال دوام بیاورند. فضا محیطی بسیار خشن است که برای بقای چندین دهه به شانس و انعطاف نیاز دارد. رگبار ذرات پرانرژی که به ماشین آلات برخورد می کنند بسیار مشکل است. یک ضربه به اندازه کافی قدرتمند به یک دستگاه به اندازه کافی ظریف می تواند کشنده باشد.

راب لیلیس، سیاره‌دان و فیزیکدان فضایی در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، که روی طیف وسیعی از مدارگردهای جدیدتر مریخ کار کرده است، می‌گوید در حالی که مهندسان می‌توانند به طور مداوم روی ماهواره‌هایی که به دور زمین می‌چرخند نگاه دارند، پهنای باند به مریخ محدودتر است - فضاپیماهای علمی فقط یک یا دو بار در هفته بررسی می‌کنند. او می‌گوید: «یک کشتی مریخ باید بتواند به تنهایی مدیریت کند. از دست دادن یک ابزار بد است، اما از دست دادن قدرت یا سیستم‌های محاسباتی می‌تواند کل کار را خراب کند.

ناسا اغلب قسمت‌های حیاتی یک فضاپیما را دو برابر می‌کند تا اطمینان حاصل کند که اگر چیزی مهم با شکست مواجه شود، ماموریت می‌تواند تا زمانی که مهندسان بتوانند مشکل را عیب‌یابی کنند، یدکی را از بین می‌برد. در مورد MRO، یکی از چالش‌هایی که با آن مواجه است، از قضا به دلیل قدرت ماندگاری آن است. مدارگرد مکان و جهت گیری دقیق خود را با مقایسه آنچه دوربین هایش با یک اطلس ستاره ای روی عرشه می بیند - تنها با یک سکسکه - تعیین می کند.

پل فیزلر، مهندس آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا و مهندس ارشد MRO می گوید: «MRO در واقع به اندازه کافی پیر است که برخی از آن ستارگان در آسمان شب حرکت کرده اند – بسیار اندک، اما حرکت کرده اند. ناهماهنگی‌های کوچک فضاپیما را سردرگم کرد و سال گذشته، مهندسان مجبور شدند نقشه‌ای به‌روز شده ارسال کنند تا MRO را در آینده هدایت کند. بزرگترین خطر Odyssey در حال حاضر به سادگی تمام شدن سوخت پیشران است که برای انجام تنظیمات کوچک برای حفظ جهت گیری خود در فضا استفاده می کند.

فضاپیما سنج سوخت ندارد – بدون گرانش برای فشار دادن سوخت به پایین، حجمی برای اندازه گیری وجود ندارد – بنابراین ناسا نمی تواند مطمئن باشد که هنوز چقدر آب دارد. مهندسان راه های جدیدی را برای کارکرد کامل فضاپیما تنها با چند قطره در یک زمان ابداع کرده اند تا عمر آن را افزایش دهند. کارشناسان می گویند که هر دو فضاپیما از شکست در دوران بدنام "سریع تر، بهتر، ارزان تر" ناسا سود بردند.

در سال 1999، ناسا با رسیدن به مریخ، دو ماموریت خود را از دست داد: ابتدا مدارگرد آب و هوای مریخ در جو سوخت و سپس، تنها چند ماه بعد، کاوشگر قطبی مریخ در رسیدن به مریخ ناکام ماند و به سطح زمین برخورد کرد. بررسی‌ها مشخص کردند که هر فاجعه‌ای ناشی از چیزی است که در حوزه‌های پیاده‌تر ممکن است اشتباهات بی‌دقتی نامیده شود.

اولی به دلیل ارتباط نادرست بین یک سیستم زمینی متکی به واحدهای امپراتوری و سیستم پرواز با استفاده از متریک بود، در حالی که دومی به دلیل خطای نرم افزاری بود که در طول آزمایش تشخیص داده نشد. گلن هاونز، مهندس JPL و مدیر پروژه و ماموریت Mars Odyssey، می‌گوید: «آن شکست‌ها بسیار در ذهن تیمی بود که فضاپیمای اودیسه را جمع‌آوری می‌کرد.

با این خسارات، ناسا سرمایه‌گذاری بیشتری در تکمیل فضاپیمای Odyssey و MRO قبل از پرتاب انجام داد و هر کدام را به گونه‌ای طراحی کرد که تا حد امکان انعطاف‌پذیر باشند و هر جزء کوچک و هر پیکربندی سیستم را آزمایش کند. یک اصل کلیدی همان چیزی است که ناسا آن را "حاشیه" می نامد - فضاپیمایی معادل حمل یک میان وعده، برای هر موردی. نیلتون رنو، مهندس پرواز فضایی در دانشگاه میشیگان که در هیچ یک از ماموریت‌ها کار نکرده است، می‌گوید: ممکن است اتفاقات غیرمنتظره‌ای رخ دهد و شما می‌خواهید مطمئن شوید که فضاپیما زنده می‌ماند.

فیزلر خاطرنشان می‌کند که MRO با باتری بزرگ‌تر و پیشرانه‌ای بیشتر از آنچه به شدت مورد نیاز بود به فضا پرتاب شد، و این حاشیه اکنون ماموریت را ادامه می‌دهد و ناسا امیدوار است تا یک دهه دیگر از آن بهره‌برداری کند. اما در حال چرخش به دور مریخ، عاقلانه است که هیچ چیز را بدیهی ندانیم. همین سال گذشته، ناسا جو مریخ و تکامل فرار 11 ساله - جوانترین مدارگرد سیاره سرخ خود را - پس از اینکه فضاپیما به طور غیرمنتظره ای قدرت خود را در سمت دور سیاره از دست داد، از دست داد.

همانطور که Odyssey و MRO به پیر شدن ادامه می دهند، سؤالاتی در مورد اینکه مدارگردهای مریخ بعدی برای ناسا چه خواهند شد، مطرح می شود. آژانس Blue Origin را استخدام کرده است تا یک ماهواره ارتباطی اختصاصی بسازد تا تعداد زیادی از داده ها را به مدت حداقل پنج سال به زمین ارسال کند - اما برخلاف پیشینیانش که قبل از روی آوردن به کارهای ارتباطی به عنوان مأموریت های علمی آغاز شدند، این مدارگرد فقط سیگنال ها را برای فضاپیماهای دیگر ارسال می کند. دستور کار علمی مریخ ناسا فقط شامل پروژه های نسبتا محدودی است.

یکی از ماموریت‌ها، که لیلیس رهبری آن را بر عهده دارد، شامل دو مدارگرد است که در حال حاضر در راه هستند تا چگونگی واکنش سیاره به جریان ثابت ذرات باردار که از خورشید خارج می‌شوند را بررسی کنند. اما حتی او این مأموریت را «در آستانه‌ی کوچک بودن برای انجام علم خوب» می‌نامد. سپس، Skyfall وجود دارد، سه هلیکوپتر کوچک که قرار است در عرض دو سال از اولین فضاپیمای پیشران هسته‌ای پرتاب شوند – یک جدول زمانی تکان‌دهنده سریع، و برای ماموریتی با حداقل توانایی برای پاسخگویی به سؤالات تحقیقاتی گوشتی. از نظر دانشمندان، هیچ یک از این ابتکارات کاملا مبتنی بر میراث Odyssey و MRO نیست و ممکن است

حتی شبح شکست های بدنام مریخ را که قبلا رخ داده است، افزایش دهید. هورگان می‌گوید: «مسلما آنها برای سریع‌تر و ارزان‌تر فشار می‌آورند. انجام علم خوب در آن محیط بسیار چالش برانگیزتر خواهد بود.»