Bu Helikopter Mars’ta da Marifetli

Fotoğraf: NASA’nın Ingenuity (marifet) adlı helikopterinin Mars’ta uçtuğunu gösteren bir illüstrasyon, NASA/JPL-Caltec

NASA, 23 Mart’ta, Mars helikopteri Ingenuity’nin ilk uçuş denemesinin 8 Nisan’dan önce olmayacağını bildirdi. Bu deneme, ilk defa bir hava aracının başka bir gezegendeki tahrik kontrollü uçuşu olacak. 1.8 kg ağırlığındaki rotorlu uçak ilk uçuş girişiminde bulunmadan önce, hem kendisini hem de ekibini bir dizi göz korkutucu dönüm noktası beklemektedir.

Ingenuity şu anda, NASA’nın 18 Şubat 2021’de Mars’a inen Perseverance adlı roverinin (keşif aracının) göbeğine sabitlenmiş durumda. Araç, 21 Mart’ta, iniş sırasında Ingenuity’yi koruyan gitar çantası şeklindeki grafit kompozit enkaz kalkanını açtı. Keşif aracı şu anda helikopterin uçma girişiminde bulunacağı uçuş pistine doğru gitmektedir. Ingenuity, konuşlandırıldıktan sonra test uçuşu seferini yürütmek için 30 Mars günü diğer bir deyişle 30 sol (31 Dünya günü) olacak.

“NASA’nın Sojourner adlı keşif aracı 1997 yılında Mars’a iniş yaptığında, Kızıl Gezegen’de gezinmenin mümkün olduğunu kanıtladı ve Mars’ı nasıl keşfedeceğimize dair yaklaşımımızı tamamen yeniden tanımladı. Benzer şekilde, Ingenuity’nin gelecekteki bilim araştırmaları için nasıl bir potansiyelinin olduğunu öğrenmek istiyoruz.” dedi NASA genel merkezinde Gezegen Bilimi Bölümü müdürü Lori Glaze. “Hakettiği ismi ile marifet anlamına gelen Ingenuity, başka bir gezegendeki ilk tahrikli uçuşu gerçekleştirmesi amaçlanan bir teknoloji gösterisidir. Eğer başarılı olursa ufkumuzu daha da genişletebilir ve Mars’ın keşfiyle beraber nelerin mümkün olabileceğini kanıtlayabilir.” diye ekledi.

NASA, Mars’ta kontrollü bir şekilde uçmanın Dünya’da uçmaktan çok daha zor olduğunu söylüyor. Kızıl Gezegen önemli bir yerçekimine sahiptir (Dünya’nın yaklaşık üçte biri) fakat atmosferi Dünya yüzeyinin yalnızca %1’i oranında yoğun. Mars’ta gündüz boyunca gezegen yüzeyi, Dünya’ya gündüz ulaşan güneş enerjisi miktarının yalnızca %50’sini alır ve gece sıcaklık -90 °C’ye kadar düşebilir. Bu da korumasız elektrik komponentlerini dondurabilir ve kırabilir.

Ingenuity helikopteri, Perseverance roveri tarafından sağlanan uygun konaklama yerlerine sığması için küçük olmalıdır.  Aynı zamanda Mars ortamında uçabilmesi için hafif olmalıdır. Buz gibi olan Mars gecelerinde hayatta kalabilmesi için ise iç ısıtıcılarına güç verebilecek kadar yeterli enerji miktarına sahip olmalıdır. Karbon fiber ve köpük çekirdekten yapılan rotorlarının seyreltik havadaki performansından güneş panellerine ve elektrikli ısıtıcılarına kadar bütün sistem, vakum odalarında ve NASA’nın Güney Kaliforniya’daki JPL (Jetli Sürüş Laboratuvarı) test laboratuvarlarında tekrar tekrar test edildi.

JPL’deki Mars Helikopteri baş mühendisi Bob Balaram “6 yıl önce başlayan bu yolculukta şu ana kadar attığımız her adım, havacılık tarihinde keşfedilmemiş bir alana oldu.” dedi. “Helikopterin yüzeye konuşlandırılması her ne kadar büyük bir zorluk olsa da, roverin koruması ve güç desteği olmadan Mars’ta yalnız geçireceği ilk gecede hayatta kalması daha da zor olacaktır.” diye sözlerine devam etti.

Helikopterin Konuşlandırılması

Ingenuity, Mars’ta ilk uçuşunu yapmadan önce düzlüğü ve engelleri olmaması nedeniyle seçilen kare şeklindeki 10×10 metrelik Mars arazisin bir parçası olan uçuş pistinin tam ortasında olmalıdır. Helikopter ve rover ekibi, Perseverance’ın uçuş pistinde tam olarak istedikleri yere yerleştiğini onayladıkları anda helikopteri Mars yüzeyine yerleştirmek için ayrıntılı süreç başlayacaktır.

“Helikopterle ilgili diğer her şeyde olduğu gibi böyle bir konuşlandırma daha önce yapılmamıştı.” dedi Mars Helikopteri entegrasyon lideri Farah Alibay. “Konuşlandırma işlemini başlattığımız anda bunun geri dönüşü yok. Bütün faaliyetler yakından koordineli, geri döndürülemez ve birbirine bağlıdır. İşlerin beklediğimiz gibi gitmediğine dair en ufak bir ipucu yakalasak dahi neler olduğu konusunda daha iyi bir fikrimiz olana kadar 1 sol veya daha fazla beklemeye karar verebiliriz.” diye ekledi.

Helikopterin konuşlanma işlemi yaklaşık 6 sol (Dünya’da 6 gün 4 saat) sürecektir. Fırlatılma ve Mars’a inişi sırasında helikopterin, keşif aracının göbeğine sıkıca tutunmasına yardımcı olan bir kilitleme mekanizması bulunmaktadır. İlk günde Dünya’daki ekip, bir cıvata kırma cihazını aktifleştirerek bu mekanizmayı serbest bırakacak.  Bir sonraki gün ise kablo kesen bir piroteknik cihazını ateşleyerek Ingenuity’yi tutan mekanize kolun, helikopteri yatay konumundan döndürmeye başlamasını sağlayacaklar.

Konuşlanma serisinin 3. gününde, küçük bir elektrik motoru Ingenuity’yi kilitlenene kadar döndürerek helikopteri tamamen dikey hale getirecek. 4. günde son iki iniş ayağı yerine oturacak. Bu dört günün her birinde WATSON(Operasyonlar ve Mühendislik İçin Geniş Açılı Topografik Sensör) görüntüleyicisi, Ingenuity’nin uçuş konfigürasyonunda aşamalı olarak açıldıkça onay için çekimlerini alacak. Helikopter nihai konumunda Mars yüzeyinin yaklaşık 13 santimetre üzerinde asılı kalacak. Bu noktada, yalnızca tek bir cıvata ve birkaç düzine minik elektrik kontağı helikopteri Perseverance’a bağlayacak. Konuşlanmanın 5. gününde ise ekip, Perseverance’ı son bir fırsat olarak güç kaynağı şeklinde kullanarak Ingenuity’nin 6 adet pil hücresini şarj edecek.

“Kabloyu Perseverance ile kestiğimiz anda büyük dostumuzun olabildiğince çabuk uzaklaşmasını istiyoruz, böylelikle güneş ışınları güneş paneline düşerek pillerimizi şarj etmeye başlayabilir.” dedi Balaram.

Altıncı ve konuşlanma safhasının planlanan son gününde, ekip 3 şeyi onaylamalıdır. Bunlar; Ingenuity’nin 4 ayağının da Jezero Krateri yüzeyine sağlam bir şekilde basması, roverin 5 metre uzağa gitmesi ve hem helikopterin hem de roverin yerleşik telsizleri aracılığıyla iletişim kurmasıdır. Bu kilometre taşı aynı zamanda tüm ön kontrollerin ve uçuş testlerinin gerçekleştirilmesi gereken zaman olan 30-sol geri sayımını başlatacaktır.

JPL (Pasadena, California)’deki Ingenuity Mars Helikopteri proje müdürü MiMi Aung “Ingenuity deneysel bir mühendislik uçuş testidir. Bu uçuş testi ile Mars’ta uçup uçamadığımızı görmek istiyoruz. Helikopterde herhangi bir bilim enstrümanı yok veya bizim bilimsel bilgi edinmek gibi bir amacımız yok. Hem Mars yüzeyinde hem de havada elde etmek istediğimiz bütün mühendislik verilerinin bu 30-solluk pencere içerisinde yapılabileceğinden eminiz” dedi.

Konuşlandırmada olduğu gibi helikopter ve rover ekipleri yaklaşan uçuş testini düzenli olarak takip edeceklerdir. Eğer ekip önemli uçuş öncesi dönüm noktalarından birini kaçırırsa veya herhangi bir soruları olursa, sorunu daha iyi anlayabilmek için uçuşu bir veya iki sol erteleyebilirler. Eğer helikopter bu art arda gelen periyodun ilk gecesinde Mars yüzeyinde hayatta kalırsa, ekip, ilerleyen günleri başarılı bir uçuş sağlamak için, rotor kanatlarını kıpırdatmak ve atalet ölçü biriminin performansını doğrulamak da dahil olmak üzere mümkün olan her şeyi yaparak geçireceklerdir. Tıpkı Ingenuity’nin iniş takımı sağlam bir şekilde yüzeye basarken, dakikadaki devir sayısı 2.537 rpm’e çıkana kadar bütün rotor sistemini test edecekleri gibi.

Mars’taki İlk Uçuş Testi

Ekip ilk uçuş girişimine hazır olduğu anda, Perseverance, uçuş talimatlarını JPL görev kontrol biriminden alıp Ingenuity’ye aktaracak. Yerel rüzgâr modellemesi ve Perseverance’daki MEDA (Mars Çevresel Dinamikler Analizcisi) tarafından alınan ölçümler de dahil olmak üzere çeşitli faktörler uçuş için kesin zamanı belirleyecek. Ingenuity, rotorlarını 2.537 rpm’ye çıkana kadar çalıştıracak ve eğer tüm son kontroller iyi görünüyorsa havalanacak. Saniyede yaklaşık 1 metre hıza ulaştıktan sonra, helikopter 30 saniye kadar yüzeyin 3 metre üstünde havada kalacaktır. Ardından Mars helikopteri alçalacak ve Mars yüzeyine geri inecektir.

İlk uçuşun gerçekleşmesinden birkaç saat sonra Perseverance, ilk mühendislik veri setini ve muhtemelen roverin navigasyon kameraları ve Mastcam-Z’den görüntü ve videoları indirecek. Mars Helikopteri ekibi, uçuştan sonraki ilk akşam indirilen verilerden, Mars’taki ilk uçuş girişiminin başarılı olup olmadığını belirleyebilmeyi umuyor.

İlerleyen günlerde, helikopterin kendi navigasyon kamerasından çektiği bazı düşük çözünürlüklü siyah-beyaz görüntülerin yanı sıra uçuş sırasında toplanan bütün diğer mühendislik verileri JPL kontrol merkezine indirilebilecek. Bu aşamanın üçüncü gününde ise, helikopterin yüksek çözünürlüklü renkli kamerası tarafından çekilen 2 görüntünün ulaşması bekleniyor. Mars Helikopter ekibi, eldeki bütün bilgiler ışığında, bir sonraki test uçuşunun ne zaman olacağını ve nasıl ilerleyeceklerini belirleyecek.

“Mars çetindir. Bizim planımız ise çalışmak. Kızıl Gezegen bize ne yaparsa yapsın son 6 yılda karşılaştığımız her zorluğun üstesinden geldiğimiz gibi çalışmak. Hep birlikte, azimli ve sıkı bir şekilde çalışmak. Biraz da marifet ile.

Kaynak: compositesworld.com