کشف دلیل اصلی گیر افتادن مریخ‌نوردها در خاک سیارات

از زمان اعزام نخستین مریخ‌نورد در سال ۱۹۷۰، ده‌ها کاوشگر پیشرفته به اعماق منظومه شمسی فرستاده شده‌اند. با وجود پیشرفت‌های چشمگیر در فناوری فضایی، یک مشکل مشترک همواره گریبان‌گیر این کاوشگرها بوده است: گیر کردن چرخ‌ها در خاک سیارات و قمرها. اکنون، تیمی از مهندسان دانشگاه ویسکانسین-مدیسون آمریکا، با انجام شبیه‌سازی‌های فیزیکی دقیق، به پاسخ این معمای دیرینه دست یافته‌اند.

تفاوت رفتار خاک در جاذبه‌های مختلف

«دن نگرات»، مهندس مکانیک برجسته این تیم، در توضیح یافته‌هایشان می‌گوید: «در طراحی کاوشگرها، باید نه تنها اثر جاذبه بر خود وسیله، بلکه اثر جاذبه بر ذرات خاک را نیز به دقت در نظر گرفت. شن‌ها در محیط‌های با جاذبه پایین، رفتاری کاملاً متفاوت از آنچه در زمین مشاهده می‌کنیم، از خود نشان می‌دهند.»

بر اساس نتایج این پژوهش، خاک موجود در سطح ماه و مریخ در مقایسه با خاک زمین، «نرم‌تر و پفکی‌تر» است. این ویژگی باعث می‌شود که ذرات خاک به راحتی جابه‌جا شوند و در نتیجه، چرخ‌های کاوشگرها با سرعت بیشتری در آن فرو رفته و گیر کنند. این وضعیت را می‌توان به گیر افتادن یک خودرو در گل یا شن روان در زمین تشبیه کرد.

چالش‌های مأموریت‌های ناسا و سرنوشت «اسپیریت»

این عامل، در کنار سایر مشکلات محیطی مانند طوفان‌های شن که می‌توانند صفحات خورشیدی کاوشگرها را بپوشانند، بارها مأموریت‌های ناسا را با چالش‌های جدی مواجه کرده است. یکی از بارزترین نمونه‌ها، مریخ‌نورد «اسپیریت» بود که در سال ۲۰۰۹ به دلیل گیر افتادن در خاک مریخ، به طور دائمی از کار افتاد و مأموریت آن به پایان رسید.

راهکارها و آینده طراحی کاوشگرها

این یافته‌های مهم که با بهره‌گیری از نرم‌افزار شبیه‌سازی پیشرفته «پروژه کرونو» به دست آمده‌اند، می‌توانند نقش حیاتی در طراحی نسل‌های بعدی کاوشگرهای فضایی ایفا کنند. با درک دقیق‌تر رفتار خاک در محیط‌های با جاذبه پایین، مهندسان قادر خواهند بود تا کاوشگرهایی با قابلیت‌های حرکتی بهبود یافته طراحی کنند که احتمال گیر افتادن آن‌ها به شکل قابل توجهی کاهش یابد.

نتایج کامل این تحقیق ارزشمند در نشریه معتبر Journal of Field Robotics منتشر شده است.