الهبوط علي المريخ .. حيبقي اصعب من الهبوط في بوتشينكي يعني

زي ما احنا في الفيزياء و هنا انا مش مسئول عنك اذا كنت ادبي كان المدرس بيقول تعالوا ناخد مساله امتحان نشرح عليها الدرس فخليني انا كمان اعمل كده .. تعالوا نشرح هو انت ازاي تهبط باي حاجه علي سطح المريخ عن طريق اننا نمسك مهمه هبوط مركبه الفضاء InSight اللي بعتتها NASA للمريخ و هبطت عليه يوم 26 نوفمبر 2018 بعد ما قضت 205 يوم في رحلتها من سطح الارض لحد سطح المريخ .. مهم اوي تكون فاهم ان المساله بتاعه ازاي تهبط بمركبه فضاء لسطح المريخ دي تعتبر اصعب مساله في الامتحان .. البشر لحد دلوقتي بعتوا 50 رحله فضائيه للمريخ منها اللي اتبعت عشان تهبط علي سطحه و منها اللي اتبعت عشان بس تدور حول المدار بتاعه .. اكتر من 50% من الرحلات دي فشلت في انها توصل .. بدايه من 2018 وانت طالع مفيش الا NASA بس اللي قدرت تبعت مركبه فضاء تهبط علي المريخ بسلام اللي هي Curiosity Rover

انا مش بهزر ولا كنت بحاول اني ابسطلك المعلومه لما شبهتلك الهبوط علي المريخ بانه مساله فيزياء .. زي ما انت في ثانويه عامه او لو ربنا قدرك و دخلت كليه هندسه مع اني منصحكش و كان بيتقالك عشان تعرف تحل في الامتحان لازم تحل الشيتات و تمرن نفسك علي انك تحل مسائل امتحانات كتير فبرده فرق المهندسين اللي بتتولي مهمه الهبوط باي مركبه فضاء علي المريخ بيقضوا ساعات كتير اوي مبيعملوش حاجه في حياتهم غير انهم يحلوا مسائل امتحانات عشان يمرنوا ايدهم و عقلهم لحد يوم الامتحان .. الناس اللي جوه NASA اللي كانت ماسكه مشروع Insight ده كانت اداره معمل محركات الدفع Jet Propulsion Laboratory او JPL و ده الاسم اللي هم مشهورين اوي به ولو عايز تفهم هم بيعملوا ايه بالضبط انصحك بجد انك تتفرج علي فيلم The Martian .. الفريق اللي بيستلم مشروع زي Insight ده بيبقي بالضبط عامل زي فريق تصميم اي مبني في اي شركه استشارات هندسيه .. زي ما بيبقي فيه معماري المفروض انه بيخلص شغله بيرميه بعد كده علي مهندس انشائي و بعد ما يخلص بيرمي المبني علي الناس بتوع MEP اللي هم مهندسين كهرباء و تكييف و صحي و حريق يتخانقوا ولا اجدعها ماتش مصارعه في WWE فبرده مشروع Insight بيبقي فيه فرق بتشتغل بحيث كل فريق يخلص شغله يرميه علي الفريق اللي وراه .. اخر فريق بيشتغل او اللي هم MEP في التشبيه بتاعي هم الناس بتوع الدخول للغلاف الجوي Entry و بعد كده النزول جوه الغلاف الجوي Descent و اخيرا الهبوط Landing .. مهم تفهم الFlow of Work او طريق الشغل بتتم ازاي بينهم

تاني عشان ارجع لتشبيه تصميم المبني .. المفروض ان بتاع كهرباء بيخلص وبعد كده يدي شغله لبتاع تكييف يخلص و بعد كده الناس بتوع صحي و حريق وراه .. برده الفريق بتاع Entry او الدخول للغلاف الجوي للمريخ بيعمل محاكاه ديناميكا المدارات Orbital Dynamics Simulation لدخول مركبه الفضاء للمريخ و بيطلع نتايج يديها للناس بتوع الهبوط Descent و اللي عندهم برامج محاكاه تانيه بيدخلولها الData اللي هم خدوها من الناس بتوع الEntry و يطلعوا نتايج و النتايج دي يدوها للناس بتوع Landing  وهكذا .. يعني انت كمهندس كل اللي بتعمله قدامك شاشه كومبيوتر تدخلها سيناريو معين و تشوف نتيجه الSimulation حتبقي ايه .. زي ما تقول كده بتحل شيتات او مسائل امتحانات .. دورك كمهندس انك تحط سيناريوهات محدش يتوقعها .. اهم درس بتتعلمه في الشغلانه بتاعه تصميم مركبات الفضاء دي ان اكتر حاجه بتقتلك هي الحاجه اللي انت معملتش حسابها وقلت لنفسك اصل مستحيل حاجه زي دي تحصل و افتكر الناس اللي مش بتنجح في امتحان الهبوط علي المريخ

نيجي بقي للمساله بتاعه Insight .. دي مساله خاصه شويه لان فيها معطيات مش موجوده في مسائل تانيه:

• مبدأيا انت بتتكلم عن مركبه فضاء وزنها خفيف مش تقيله زي مثلا Curiosity Rover فلو انت بتهبط بيها علي المريخ وزنها مش حيبقي كبير لدرجه انه يزود من سرعتها في الهبوط فبتضطر انك تفرملها وهي بتهبط عن طريق انت تركبلها صواريخ بتتسمي Retrorocket ودي صواريخ بتضرب لفوق .. يعني اي صاروخ في الدنيا انت بتوجه النار بتاعته لتحت عشان يزق مركبه الفضاء للسماء .. في Retrorocket او الصواريخ العكسيه انت بتوجه النار لفوق عشان الصاروخ كانه بيحاول يرجع مركبه الفضاء تاني للسماء وهي بتهبط عشان يفرملها
• لان برده Insight خفيفه فانت مش محتاج تركبلها Airbags . زي ما الAirbags في عربيتك بيتصمموا عشان يفرقعوا فيك لما تعمل حادثه بحيث ان صدرك ميخبطش في الدريكسيون و يكسرلك ضلوعك .. فبرده Curiosity Rover و قبلها Spirit Rover اللي اتبعتوا للمريخ كان وزنهم تقيل لدرجه انك مش بس احتجت Retrorocket عشان تفرملهم ده انت كمان ركبتلهم Airbags عشان تخفف خالص من تاثير الهبوط عليهم
• اللي حيفرمل Insight اول ما تخش الغلاف الجوي للمريخ هو باراشوت .. حاسس بيك يا اللي بتسحب نفس عميق عشان ترقع بالصوت و تقول يعني صارفين دم قلبوا عشان تبعتوا مركب فضاء تقع علي المريخ بالباراشوت .. ده فيه ناس بتموت وهي بتنط بالباراشوت من طياره .. الحقيقه ان دي مكانتش اول مره مركبه فضاء تبعتها NASA للمريخ و تهبط علي بباراشوت .. الحكايه دي اتعملت قبل كده مع مركبه فضاء اسمها العنقاء Phoenix Lander

كده اول ما Insight تدخل الغلاف الجوي للمريخ بتفرد حاجه اسمها Heat Shields ودي دروع بحيث تمنع حراره الاحتكاك مع الغلاف الجوي انها تحرق الباراشوت ولا تخلي المركبه نفسها تولع .. بعد كده بتيجي اصعب خطوه في المساله وهي انك تلاقي حته تركن فيها .. وانا مش بهزر لما بقولك نركن مش نهبط .. انت فعليا كمهندس بتتعامل مع Insight كانها عربيتك و انت بتحاول تركنها .. مبدايا انت بتركب Radar علي المركبه بحيث يفضل كل شويه يقيس المسافه بينها وبين سطح المريخ بحيث لما المسافه توصل رقم معين الباراشوت بيتفصل عن المركبه .. بعد ما الباراشوت يتفصل فيه محركات اسمها Descent Engines ودي محركات بتقوم بنفس دور Retrorocket بحيث تفرمل هبوط Insight عشان تنزل بسرعه 8 كيلومتر في الساعه .. هبوط Insight علي المريخ حيمشي علي مسار بتسمي Ballistic Trajectory عشان تفهمه تخيل نفسك واقف في البحر و معاك زلطه و رافع ايدك لفوق و بتسيب الزلطه تقع من ايدك .. رمله البحر هي المريخ و المياه هي الغلاف الجوي للمريخ و الزلطه هي Insight .. خد بالك ان الزلطه بتقع عمودي في خط مستقيم لحد ما تقع في رمله البحر .. ده اسمه Ballistic Trajectory انك مش بتفضل تناور بالزلطه لحد ما تقع كانك سايق طياره .. سبب ان المهندسين بتوع NASA بيعملوا كده هي انهم عايزين يركنوا Insight في حته رايقه

لو انت بتركن عربيتك في شارع فكر كده انت بتدور علي ركنه عامله ازاي .. انت مش بتدور علي حته عاليه ومش بتدور علي حته فيه طوب و مش بتدور علي حته فيها مياه .. انت باختصار شديد بتدور علي حته رايقه .. الحته الرايقه في المريخ اسمها ايليسيوم بلانيشيا Elysium Planitia .. الحته دي رمله مستويه مفيهاش زلط ولا طوب عشان بمجرد ما المركب تهبط و تبدا تنزل المعدات بتاعتها متلاقيش طوب تفضل تتكعبل فيه .. طب نفترض حاجه غلط حصلت و Insight ركنت في حته فيها طوب و زلط .. هنا بقي بيجي دور الناس بتوع بتوع Instrument Deployment .. جوه اداره JPL فيه معمل اسمه In Situ Instrument Lab .. جوه المعمل ده الناس بتوع Instrument Deployment عاملين ماكيت لتربه المريخ ومعاهم نسخه طبق الاصل من Insight بيتمرنوا عليها .. كل مهندس بيبقي معاه نظاره Virtual Reality او VR اللي انت بتشوف العيال الصغيره بتلعب بيها في المولات الكبيره دي .. الفكره انهم بيحطو سيناريو لنفسهم ان حصلت حاجه غلط و Insight هبطت في حته تانيه و اول ما هبطت خدت شويه صور للمكان اللي هي هبطت فيه و بعتتها للفريق بتاع NASA .. بعد كده بتحط انت شويه زلط و طوب و رمله بحيث توصل لنفس الحاله اللي جاتلك في الصور اللي بعتتها Insight .. هي دي المساله بتاعه الشيت .. المفروض ان الفريق بتاع Instrument Deployment يبدا يتمرن علي ازاي يحل المصيبه دي ويبدا يعرف هي Insight حتمشي ازاي عشان تهرب من الزلط و الطوب ده لحد ما تروح لحته فيه رمله مستويه .. يعني مثلا يقولوا ان Insight محتاجه تمشي يمين متر و بعد كده ترجع لورا نص متر و بعد كده تمشي يمين تاني متر .. الاوامر دي بتترجم لCode كومبيوتر و بتتبعت لInsight تنفذها

المصدر:

مقاله بعنوان Landing on Mars is Harder than You Think. Here’s How NASA Prepares .. نشرت في مجله National Geographic وده لينك المقاله الاصليه:
https://www.nationalgeographic.com.au/science/landing-on-mars-is-harder-than-you-think-heres-how-nasa-prepares.aspx