September 29, 2022

Penjelajah Perseverance NASA saat ini sedang mengumpulkan sampel batuan dan tanah di Kawah Jezero Mars yang suatu hari akan dikembalikan ke Bumi. Berdasarkan rencana saat ini, pada tahun 2030 rover itu sendiri akan mengirimkan tabung sampel ke pendarat Mars untuk diangkut kembali ke rumah. Tetapi, jika terjadi kesalahan, sepasang helikopter kecil akan siap untuk menukik, seperti yang diumumkan tim Pengembalian Sampel Mars NASA pada akhir Juli.

Jika itu terjadi, Helikopter Pemulihan Sampel akan menjadi helikopter kedua dan ketiga yang pernah terbang di planet lain. Dan penyertaan mereka dalam misi Pengembalian Sampel Mars, upaya bersama NASA dan Badan Antariksa Eropa, dapat menandai dimulainya babak baru dalam eksplorasi Mars—di mana helikopter kecil dan ringan secara teratur mengelilingi Planet Merah.

Berita penambahan helikopter ke misi Pengembalian Sampel Mars datang lebih dari setahun setelah pesawat pertama dalam sejarah mengambil penerbangan bertenaga di planet lain, ketika helikopter Ingenuity NASA naik ke langit Mars pada April 2021. Sejak itu, helikopter eksperimental telah mengambil 28 penerbangan lagi, jauh melebihi ekspektasi.

“Inti dari Ingenuity adalah menjadi momen Wright Brothers yang mengarah ke masa depan di jalan eksplorasi udara tambahan Mars,” kata Teddy Tzanetos, Pemimpin Tim Helikopter Mars Ingenuity di Jet Propulsion Laboratory NASA. “Tujuan Ingenuity adalah membuat terbang menjadi membosankan… Sekarang kita bisa terus melakukan penerbangan yang membosankan dan melakukan hal-hal menarik dengan penerbangan yang membosankan.”

Awalnya, konsep misi Mars Sample Return mencakup apa yang disebut fetch rover: Sebuah robot yang mampu mengumpulkan sampel yang sudah disimpan dalam tabung oleh rover Perseverance. Penjelajah fetch akan mengangkut mereka beberapa ratus yard melintasi permukaan Mars ke pendarat dekat Kawah Jezero, di mana tabung sampel akan dipindahkan ke Mars Ascent Vehicle. Kendaraan pendakian bertenaga roket kemudian akan meluncurkan wadah dengan tabung sampel ke orbit di mana pesawat ruang angkasa dengan pandangan yang ditetapkan untuk kembali ke Bumi akan menunggu.

See also  Kapan dinosaurus punah? Fosil memberikan waktu yang tepat.

Namun, kata Ann Devereaux, Wakil Manajer Program Pengembalian Sampel Mars, “mendapatkan rover yang cukup besar dan cukup mampu untuk pergi dan melakukan pekerjaan yang wajar dalam mengumpulkan sampel adalah masalah.” Akan mahal untuk merancang dan mengirimkan penjelajah seperti itu bersama dengan Mars Ascent Vehicle.

Tim sedang mengeksplorasi konsep lain saat Ingenuity melakukan uji terbang pertamanya. Setelah helikopter terbukti sukses, para insinyur mulai mempelajari apakah helikopter mungkin menjadi pilihan terbaik untuk mengambil sampel yang disimpan oleh Perseverance.

[Related: This sailplane could cruise Mars for months on only wind]

Helikopter lebih kecil, lebih ringan, dan lebih gesit daripada rover dalam banyak situasi, kata Devereaux. Meskipun pesawat membutuhkan tempat yang aman untuk mendarat, mereka tidak perlu khawatir melintasi bukit pasir dengan ban yang berat.

Desain untuk sampel kembali helikopter tidak akan jauh berbeda dari Ingenuity. “Ketika Anda berbicara tentang robot di luar angkasa, warisan sangat penting,” kata Tzanetos. “Kami ingin tetap sedekat mungkin dengan desain Ingenuity karena kami tahu itu andal, kami tahu itu kuat.”

Karena udara Mars sangat tipis—sekitar 1 persen kepadatan Bumi—pesawat apa pun di Mars harus sangat ringan dan memiliki bilah rotor besar yang berputar cepat untuk memberikan daya angkat yang cukup, jelasnya. Penerbangan berulang Ingenuity menegaskan simulasi aerodinamis NASA akurat-begitu banyak sehingga model akan memandu bagaimana insinyur membangun sepasang baru robot terbang.

“Sekarang kita bisa terus melakukan penerbangan yang membosankan dan melakukan hal-hal menarik dengan penerbangan yang membosankan.”

Teddy Tzanetos

Helikopter pemulihan sampel tidak akan menjadi replika yang tepat dari Ingenuity. Tim harus melakukan beberapa penyesuaian, kata Tzanetos, karena kedua helikopter ini harus melakukan lebih dari sekadar terbang. Mereka perlu melakukan perjalanan sekitar 2.300 kaki dari pendarat ke situs depot cache, mengambil tabung, terbang kembali ke pendarat, dan menurunkannya di tempat penurunan yang ditentukan – dan kemudian mengulangi siklus itu 15 kali, katanya .

See also  Asteroid pembunuh dinosaurus menghantam Bumi pada musim semi

Dan itu berarti helikopter harus menopang lebih banyak bobot daripada Ingenuity seberat 4 pon. Desain konsep saat ini untuk helikopter pengambilan sampel membutuhkan alat tambahan, seperti senjata untuk mengambil sampel dan roda untuk bermanuver di depot cache dan situs penurunan, yang dapat menambah pound lagi ke robot, menurut Tzanetos.

“Kami telah melakukan perhitungan, kami menemukan bahwa ada perubahan tertentu yang dapat kami lakukan pada sistem rotor agar dapat mengangkat lebih banyak massa,” katanya. Sekarang para pemimpin misi Pengembalian Sampel Mars telah memutuskan untuk melanjutkan konsep pengambilan helikopter, Tzanetos dan timnya berfokus untuk membuat penyesuaian tersebut.

Salah satu langkah pertama mereka adalah menentukan seberapa jauh mereka dapat mendorong sistem rotor asli Ingenuity. Untuk berjaga-jaga jika lingkungan Mars lebih menantang daripada yang diprediksi oleh model tim, para insinyur merancang helikopter uji untuk memiliki daya angkat lebih dari yang diperkirakan.

“Kami mulai mencari tahu apa titik optimal di mana Anda menukar semua aplikasi massal yang berbeda ini,” katanya. “Kami dapat memutar baling-baling sedikit lebih cepat, kami dapat menuntut lebih banyak dari sistem rotor, misalnya, dan kami dapat membawa pesawat yang lebih berat yang memungkinkan kami menyelesaikan misi.”

Helikopter mungkin tidak dibutuhkan sama sekali. Mereka akan diterbangkan ke Mars untuk berjaga-jaga jika penjelajah Perseverance tidak dapat mengirimkan sampel atau robot menemui ajalnya sebelum pengambilan selesai.

Tapi masa depan helikopter di Mars mungkin sudah diramalkan oleh kesuksesan Ingenuity.

“Helikopter ini sangat fenomenal,” kata Devereaux, menjelaskan bagaimana Ingenuity membuktikan bahwa ia bisa terbang di depan rover Perseverance dan mengintai di depan untuk pengintaian rover di darat. Dia menambahkan bahwa helikopter memberi kita perspektif tambahan tentang planet tetangga kita. Mungkin suatu hari sebuah pesawat rotor seperti drone bisa meluncur melalui ngarai seperti yang membentuk Valles Marineris, mengungkapkan lapisan geologis Planet Merah dari dekat di mana rover tidak bisa pergi.

See also  NASA akan mencoba untuk memukul asteroid ke orbit malam ini

“Penjelajah sekarang telah menjadi hal biasa” untuk penjelajahan Mars, kata Tzanetos. “Kami mengerti bagaimana membangun rover, kami mengerti bagaimana mengoperasikan rover. Saya berharap kita akan mengatakan hal yang sama tentang helikopter dalam beberapa dekade mendatang.” Mungkin armada pesawat, katanya, dengan sayap seperti pesawat atau baling-baling seperti helikopter, suatu hari nanti akan memenuhi langit Mars.