دييب سبيس 2

تغليف الإلكترونيات

وعلى صعيد آخر، نظرًا لتصميم المسبارين والظروف القاسية التي تعين عليهما الصمود أمامها، استعمل مختبر الدفع النفاث تقنيات جديدة لتأمين الأجهزة الإلكترونية الموجودة على متنهما. تضمنت هذه التقنيات تقنية الشريحة على اللوحة (سي أوه بي) لتحسين كثافة تعبئة الأجهزة. استُخدم كذلك كيبل مرن بطول متر واحد لتوصيل الجسم الأمامي المخترق الذي كان من المقرر أم يغوص أسفل السطح عند الاصطدام. جرى اختبار تصادم نماذج ميكانيكية (غير فعالة) قبل الإطلاق لتحديد ما إذا كانت الهياكل ستصمد.

المركبة الفضائية

إضافةً إلى ذلك، يزن كل مسبار 2.4 كيلوجرام (5.3 باوند) وقد غُلف بغطاء هوائي واقٍ. سافر المسباران على متن مركبة الهبوط على قطب المريخ.

كذلك، عند اقتراب المركبة من منطقة القطب الجنوبي للمريخ في 3 ديسمبر 1999، أُطلِقت القذائف، التي يعادل حجمها حجم كرة السلة، من المركبة الفضائية الرئيسية، لتمر عبر الغلاف الجوي وتضرب سطح الكوكب بسرعة تزيد عن 179 متر/ثانية (590 قدم/ثانية). عند الاصطدام، صُممت كل قذيفة لتتفكك، ليخترق مسبارها، الذي يعادل حجمه حجم فاكهة الجريب فروت، التربة وينقسم إلى جزأين. صُمم الجزء السفلي (الجسم الأمامي) لاختراق التربة لمسافة تصل إلى 0.6 متر (قدمان). احتوى هذه الجزء على الأداة العلمية الأساسية، تجربة المياه المُطورة. صُمم الجزء العلوي من المسبار (الجسم الخلفي)، ليبقى على السطح لنقل البيانات عبر الهوائي ذي التردد فوق العالي (يو إتش إف) إلى مركبة ماسح المريخ الشامل المتواجدة في مدار حول الكوكب. يعمل ماسح المريخ الشامل كمرسل للبيانات التي جُمعت إلى الأرض. صُمم الجسم الأمامي والخلفي للمسبار للبقاء متصلان بواسطة كيبل لنقل البيانات.

نظرة عامة

وفي هذا السياق، على الرغم من أن الهدف الأساسي كان اختبار جدوة هذه التكنولوجيا، كان للمهمة أهداف علمية كذلك. كانت هذه الأهداف هي «1) قياس كثافة الغلاف الجوي والضغط ودرجة الحرارة في جميع أنحاء عمود الغلاف الجوي، و2) دراسة خصائص صلابة التربة والطبقات على مقياس عشرات السنتيمترات، و3) تحديد ما إذا كان الجليد موجودًا في التربة تحت السطحية، و4) تقدير الناقلية الحرارية للتربة تحت السطحية». كان الهدف للمسبارين هو نشر شبكات «حول الكوكب بدون استخدام موارد تزيد عن مركبة هبوط واحدة ضمن الافتراضات التقليدية».

من جهة ثانية، كانت مهمة دييب سبيس 2، المعروفة كذلك باسم «مسبار المريخ الميكروي»، المركبة الفضائية الثانية التي طُورت ضمن برنامج الألفية الجديدة التابع لناسا لاختبار مفاهيم التكنلوجيا المتقدمة لمهمات الفضاء. كان الغرض من البرنامج هو إجراء اختبارات تكنولوجية عالي الخطورة، وهو ما يتضح في شعار البرنامج، «المخاطرة لتقليل الخطر المستقبلي». أدير المشروع من قِبل مختبر الدفع النفاث في باسادينا، بالتعاون مع جامعة أريزونا وجامعة ولاية نيو مكسيكو وجامعة شمال أريزونا ومختبر أبحاث القوات الجوية وغيرها.

وعلى صعيد آخر، كان الهدف من مهمة دييب سبيس 2 هو إجراء اختبار هندسي لمفهوم المسبار المخترق، عن طريق الاصطدام بسطح المريخ بسرعة عالية، بدلًا من التباطؤ للهبوط بسلاسة كما تفعل المسابير التقليدية المُستعملة لاستكشاف الكواكب. من المحتمل أن يكون مفهوم الاختراق أسلوبًا أقل كلفة، وله ميزة مقترحة تتمثل في الوصول إلى باطن الكوكب الذي تجري دراسته (في هذه الحالة، المريخ).

في هذا الإطار، أُطلق المسباران مع مركبة الهبوط على قطب المريخ في 3 يناير 1999 على متن صاروخ دلتا 2 7425.

ديب سبيس 1

إنسايت (مسبار فضائي)

فشل المهمة

في هذا الإطار، وصلت المسابير إلى المريخ مع مركبة الهبوط على قطب المريخ، على ما يبدو دون وقوع مشاكل، ولكن لم ينجح الاتصال بالمهمة بعد الاصطدام. سبب الفشل غير معروف.

• كان للمعدات الراديوية الخاصة بالمسبارين فرصة منخفضة للنجاة من الاصطدام.
• قد تكون البطاريات قد فشلت عند الاصطدام.
• ربما ارتد المسباران عن السطح عند الاصطدام.

وفي هذا الصدد، ربما هبط المسباران على جانبيهما، ما أدى إلى تعطل الهوائي وبالتالي عدم تحقيق الاتصال.

إضافةً إلى ذلك، كُلف مجلس مراجعة لتحري سبب فشل مسباري دييب سبيس 2 ومركبة الهبوط على قطب المريخ. لم يتمكن مجلس المراجعة من تحديد السبب المحتمل للفشل، لكنه اقترح عدة أسباب محتملة:

• ربما اصطدم المسباران بسطح صخري للغاية ما حال دول نجاتهما.
• استنتج المجلس أن المسبارين ومكوناتهما لم تُختبر بشكل كافٍ قبل الإطلاق.
• انظر كذلك
• استكشاف المريخ

تقنيات جديدة

من جهة ثانية، صُممت إلكترونيات وبطاريات مسباري دييب سبيس 2 للصمود أمام التسارع العالي للغاية عند الاصطدام بسطح المريخ ودرجات الحرارة الباردة التي ستتعرض لها أثناء عملها. توجب على الأجهزة الإلكترونية والخلايا المخصصة تحمل تصادم بتسارع 80000 جي ودرجات حرارة تشغيلية منخفضة تصل إلى 80 درجة مئوية تحت الصفر. علاوةً على ذلك، كان من الممكن حدوث فرق في التسارع يصل إلى 30000 جي بين الجسم الأمامي والخلفي.

الأدوات العلمية

من جهة ثانية، شمل كل مسبار خمس أدوات مُصممة لتحليل الغلاف الجوي والسطح وما تحته.

من جهة ثانية، مقياس تسارع الاصطدام: صُمم مقياس تسارع الاصطدام بمدى يتراوح بين +120000 و-120000 ضعف تسارع الجاذبية الأرضية (جي) لقياس التسارع الكبير عند الاصطدام بسطح المريخ.

ومن ناحية أخرى، تجربة الماء المُطورة: نظام جمع عينات صغير في الجسم الأمامي مُصمم لجمع الحطام الصخري المريخي داخل حجرة تسخين. لاحقًا، كان من المقرر تسخين العينات للسماح بإجراء قياسات تحليل طيفي على البخار الناتج باستخدام ليزر ديود مصغر قابل للضبط. كانت تجربة الماء المُطورة هي الأداة الأساسية على متن المسبار.

إضافةً إلى ذلك، مستشعرات الناقلية الحرارية للتربة: شمل مستشعرين حراريين باستخدام مقاوم بلاتيني لتحديد معدلات تبريد الجزء الأمامي بعد غوصه أسفل السطح.

ومن ناحية أخرى، مستشعر الطقس: لتوفير بيانات عن الضغط الجوي ودرجة الحرارة في موقع الهبوط. وُضع هذا المستشعر في الجزء الخلفي للمسبار بحيث يظل فوق السطح بعد الاصطدام.

وعلى صعيد آخر، مقياس تسارع النزول: كان مقياس تسارع النزول مستشعرًا تجاري صُمم لقياس التسارع مقاومة الهواء أثناء النزول عبر الغلاف الجوي. كان من الممكن استخدام بياناته «لقياس كثافة غلاف المريخ الجوي» استنادًا على بيانات التسارع جنبًا إلى جنب مع بيانات سرعة المسبار والمعامل الباليستي.

البطاريات

وفي هذا السياق، جنبًا إلى جنب مع شركة منتجات ياردني الفنية، صمم مختبر الدفع النفاث بطارية ذات خليتين غير قابلتين لإعادة الشحن بفرق جهد يتراوح بين 6 و14 فولت تعتمد على تفاعلات كلوريد الليثيوم الثيونيل (LI-SOCl2) للسماح للمسبار بالصمود أمام الظروف المتوقعة. اختُبرت البطاريات لتحمل التصادم وأعيد تدويرها حراريًا أثناء التطوير.