On iki yıl önce, NASA Altı tekerlekli bilim laboratuvarını, keşif aracını robotik bir jet paketi kullanarak indiren cesur yeni bir teknoloji kullanarak indirdi.
Curiosity’nin boyutu ve ağırlığı nedeniyle geliştirilen gökyüzü vinci, bilimsel açıdan değerli konumlara hassas inişler yapılmasına olanak sağladı. Başlangıçta şüpheyle karşılanan bu yenilikçi sistem, görevler için olmazsa olmaz olduğunu kanıtladı ve diğer gök cisimlerinde kullanıma uyarlanabilir.
NASA’nın Curiosity keşif aracı görevi, altı tekerlekli bilim adamının Mars’taki bir dağın eteklerine tırmanırken büyük keşifler yapmaya devam ettiği Kızıl Gezegen’de on iki yılını kutluyor. Mars bir başarıdır, ancak Curiosity görevi 5 Ağustos 2012’de birkaç adım daha ileri giderek cesur bir yeni teknikle iniş yaptı: Gökyüzü vinci manevrası.
Gökyüzü Turna Tekniğinin Öncüsü
Hızla hareket eden robotik jetpack, Curiosity’yi iniş alanına ulaştırdı ve naylon halatlarla yüzeye indirdi, ardından halatları kesti ve güvenli bir şekilde keşif aracının menzili dışına kontrollü bir iniş gerçekleştirmek üzere uçup gitti.
Elbette, tüm bunlar Güney Kaliforniya’daki NASA Jet Propulsion Laboratuvarı’ndaki görev kontrol merkezinde oturan Curiosity’nin mühendislik ekibinin görüş alanı dışındaydı. Burada, keşif aracının başarılı bir şekilde iniş yaptığı sinyalini aldıklarında sevinçten çılgına dönmeden önce, yedi acı dolu dakika (aşağıdaki videoya bakın) beklediler.
Gökyüzü vinci manevrası zorunluluktan doğmuştur: Curiosity, öncülleri gibi inmek için çok büyük ve ağırdı — Mars yüzeyinde zıplayan hava yastıklarıyla kaplıydı. Bu teknik ayrıca daha fazla hassasiyet katarak daha küçük bir iniş elipsine yol açtı (aşağıdaki resme bakın).
Şubat 2021’de NASA’nın en yeni Mars keşif aracı Perseverance’ın inişi sırasında, gökyüzü vinci teknolojisi daha da hassastı: Araziye göre navigasyon adı verilen bir şeyin eklenmesi, SUV boyutundaki keşif aracının güvenli bir şekilde yere inmesini sağladı eski göl yatağı kayalar ve kraterlerle dolu.
Mars’a İnişin Evrimi
JPL Laboratuvar, 1976’dan beri NASA’nın Mars inişlerinde yer alıyor. Laboratuvar, o dönemde ajansın Hampton, Virginia’daki Langley Araştırma Merkezi ile birlikte, pahalı ve gazlı iniş motorları kullanılarak iniş yapan iki sabit Viking iniş aracı üzerinde çalışıyordu.
1997’deki iniş için Mars Yol Bulucusu Görev sırasında JPL yeni bir şey önerdi: İniş aracı bir paraşütten sallanırken, etrafında bir grup dev hava yastığı şişecekti. Sonra hava yastıkları ile paraşüt arasında yarı yolda üç geri roket uzay aracını yüzeyin üzerinde durduracaktı ve hava yastığıyla kaplı uzay aracı yaklaşık 66 fit (20 metre) aşağıya Mars’a düşecek, durmadan önce defalarca zıplayacaktı — bazen 50 fit (15 metre) kadar yüksekte —
Bu teknik o kadar iyi işe yaradı ki NASA, 2004 yılında Spirit ve Opportunity gezginlerini indirmek için de aynı tekniği kullandı. Ancak o zamanlar, mühendislerin uzay aracının hava yastıklarını delebilecek veya paketi kontrolsüz bir şekilde aşağı yuvarlayabilecek bir arazi özelliğiyle karşılaşmayacağından emin oldukları Mars’ta yalnızca birkaç yer vardı.
Hem Curiosity hem de Perseverance’ın giriş, iniş ve iniş ekiplerinde kritik rollere sahip olan JPL’den Al Chen, “Mars’ta güvenli bir şekilde değerlendirebileceğimiz sadece üç yer bulabildik” dedi.
Ayrıca hava yastıklarının Curiosity kadar büyük ve ağır bir gezici için uygulanabilir olmadığı da ortaya çıktı. NASA daha büyük uzay araçlarını bilimsel olarak daha heyecan verici yerlere indirmek istiyorsa, daha iyi teknolojiye ihtiyaç vardı.
İp Üzerindeki Rover
2000’lerin başlarında, mühendisler “akıllı” iniş sistemi kavramıyla oynamaya başladılar. Gerçek zamanlı hız okumaları sağlamak için yeni radar türleri mevcut hale gelmişti; bu bilgiler uzay aracının inişini kontrol etmesine yardımcı olabilirdi. Yeni bir motor türü, uzay aracını belirli yerlere doğru itmek veya hatta bir miktar kaldırma kuvveti sağlamak, onu bir tehlikeden uzaklaştırmak için kullanılabilirdi. Gökyüzü vinci manevrası şekilleniyordu.
JPL Üyesi Rob Manning, ilk konsept üzerinde Şubat 2000’de çalışmış ve jet paketinin gezicinin altında değil üstünde yer almasının insanlar tarafından nasıl karşılandığını hatırlıyor.
“İnsanlar bundan dolayı kafaları karışmıştı,” dedi. “İtkinin her zaman altınızda olacağını varsaydılar, tıpkı eski bilimkurgu filmlerinde bir roketin bir gezegene inişinde gördüğünüz gibi.”
NASA’nın Perseverance gezgininin 2021’de Curiosity’nin 2012’de kullandığı aynı gökyüzü vinci manevrasıyla Mars’a inişini izleyin. Kaynak: NASA/JPL-Caltech
Manning ve meslektaşları, zemin ile iticiler arasında mümkün olduğunca fazla mesafe koymak istediler. Bir iniş aracının iticileri, enkazı karıştırmanın yanı sıra, bir gezicinin çıkamayacağı bir çukur kazabilirdi. Ve geçmiş görevlerde, gezicileri barındıran ve aşağı yuvarlanmaları için bir rampa uzatan bir iniş aracı kullanılmış olsa da, iticileri gezicinin üzerine yerleştirmek, tekerleklerinin doğrudan yüzeye temas edebileceği, etkili bir şekilde iniş takımı görevi görebileceği ve iniş platformunu getirmenin getirdiği ekstra ağırlıktan tasarruf sağlayabileceği anlamına geliyordu.
Ancak mühendisler, büyük bir geziciyi kontrolsüzce sallanmadan iplere nasıl asacaklarından emin değillerdi. Sorunun Dünya’daki devasa kargo helikopterleri (gökyüzü vinçleri olarak adlandırılır) için nasıl çözüldüğüne bakınca, Curiosity’nin jetpack’inin sallanmayı algılayabilmesi ve kontrol edebilmesi gerektiğini fark ettiler.
Chen, “Tüm bu yeni teknoloji, yüzeyde doğru yere ulaşmanız için size bir mücadele şansı veriyor” dedi.
En iyisi, bu konseptin daha büyük uzay araçları için yeniden kullanılabilmesidir – yalnızca Mars’ta değil, aynı zamanda güneş sisteminin başka yerlerinde de. Manning, “Gelecekte, bir yük teslimat hizmeti isterseniz, bu mimariyi Ay’ın yüzeyine veya başka bir yere, yere hiç dokunmadan alçalmak için kolayca kullanabilirsiniz” dedi.
NASA’nın Curiosity Rover’ı
NASA’nın Curiosity gezgini, resmi olarak Mars Bilim Laboratuvarı (MSL) olarak bilinir, 6 Ağustos 2012’deki başarılı inişinden bu yana Mars yüzeyini araştırıyor. Kayaları, toprakları ve atmosferi analiz etmek için tasarlanmış bir dizi bilimsel araçla donatılan Curiosity’nin birincil görevi, gezegenin iklimini ve jeolojisini araştırmak ve Mars’ın mikrobiyal yaşamı destekleyip desteklemediğini değerlendirmektir. Gezginin önemli başarıları arasında, gezegenin daha yaşanabilir geçmişine işaret eden eski su akışlarının, karmaşık organik moleküllerin ve Mars atmosferindeki dalgalanan metan seviyelerinin keşfi yer almaktadır. Gale Krateri’ndeki devam eden yolculuğu, Mars’ın çevresel tarihi ve doğal süreçleri hakkında paha biçilmez veriler sağlamaya devam ediyor.