नासा की जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी ने हाल ही में घोषणा की कि वह भविष्य के मंगल रोवर्स के लिए रास्ता तलाशने के लिए एक छोटा ड्रोन हेलीकॉप्टर विकसित कर रहा है। मार्स रोवर्स को ऐसे रोबोटिक गाइड की आवश्यकता क्यों होगी? इसका उत्तर यह है कि मंगल ग्रह पर गाड़ी चलाना वास्तव में कठिन है।
यहां पृथ्वी पर, ज्वालामुखीय रिम्स की खोज करने वाले या बचाव दल की सहायता करने वाले रोबोटों को जॉयस्टिक के साथ रिमोट कंट्रोल द्वारा संचालित किया जा सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि रेडियो सिग्नल रोबोट तक उसके नियंत्रण केंद्र से लगभग तुरंत पहुंच जाते हैं। चाँद पर गाड़ी चलाना ज्यादा कठिन नहीं है। प्रकाश की गति से यात्रा करने वाले रेडियो संकेतों को चंद्रमा और वापस जाने के लिए एक चक्कर लगाने में लगभग ढाई सेकंड का समय लगता है। यह देरी रिमोट कंट्रोल ड्राइविंग में गंभीरता से हस्तक्षेप करने के लिए पर्याप्त नहीं है। 1970 के दशक में सोवियत नियंत्रकों ने लूनोखोद मून रोवर्स को इस तरह से चलाया, सफलतापूर्वक 40 किमी से अधिक चंद्र इलाके की खोज की।
मंगल ग्रह पर ड्राइविंग बहुत कठिन है, क्योंकि यह बहुत दूर है। पृथ्वी के संबंध में उसकी स्थिति के आधार पर, संकेतों को चक्कर लगाने में 8 से 42 मिनट का समय लग सकता है। पूर्व-क्रमादेशित निर्देश रोवर को भेजे जाने चाहिए, जिसे वह तब अपने आप निष्पादित करता है। प्रत्येक मंगल ग्रह की यात्रा में सावधानीपूर्वक योजना बनाने में घंटों लग जाते हैं। रोवर के नेविगेशन कैमरों द्वारा ली गई स्टीरियो छवियों की इंजीनियरों द्वारा सावधानीपूर्वक जांच की जाती है। मंगल ग्रह की परिक्रमा करने वाले अंतरिक्ष यान की छवियां कभी-कभी अतिरिक्त जानकारी प्रदान करती हैं।
एक रोवर को या तो केवल पृथ्वी से भेजे गए ड्राइविंग कमांड की सूची को निष्पादित करने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है, या यह अपने नेविगेशन कैमरों द्वारा ली गई छवियों का उपयोग कर सकता है और गति को मापने और बाधाओं या खतरों का पता लगाने के लिए अपने ऑन-बोर्ड कंप्यूटर द्वारा संसाधित किया जा सकता है। यह एक निर्दिष्ट लक्ष्य के लिए अपना सुरक्षित मार्ग भी बना सकता है। जमीन से मिले निर्देशों के आधार पर ड्राइव सबसे तेज होती हैं।
मार्स एक्सप्लोरेशन रोवर्स स्पिरिट एंड अपॉर्चुनिटी इस तरह एक घंटे में 124 मीटर तक ड्राइव कर सकता है। यह लगभग एक अमेरिकी फुटबॉल मैदान की लंबाई से मेल खाती है। लेकिन यह विधा भी सबसे कम सुरक्षित थी।
जब रोवर सक्रिय रूप से अपने कैमरों के साथ खुद का मार्गदर्शन करता है, तो प्रगति सुरक्षित होती है, लेकिन सभी आवश्यक छवि प्रसंस्करण के कारण बहुत धीमी होती है। यह कम से कम 10 मीटर प्रति घंटे की गति से आगे बढ़ सकता है, जो एक अमेरिकी फुटबॉल मैदान पर लक्ष्य रेखा से 10 गज की दूरी तक की दूरी के बारे में है। इस पद्धति का उपयोग तब किया जाना चाहिए जब रोवर के पास आगे के मार्ग का स्पष्ट दृश्य न हो, जो अक्सर उबड़-खाबड़ और पहाड़ी इलाके के कारण होता है।
2015 की शुरुआत में, एक दिन में सबसे दूर क्यूरियोसिटी ने 144 मीटर की दूरी तय की है। ऑपर्च्युनिटी की सबसे लंबी दैनिक ड्राइव 224 मीटर थी, जो दो अमेरिकी फुटबॉल मैदानों की लंबाई की दूरी थी।
यदि ग्राउंड कंट्रोलर्स को आगे के रास्ते का बेहतर दृश्य मिल सकता है, तो वे भविष्य के रोवर को एक दिन में सुरक्षित रूप से आगे बढ़ने की अनुमति देने वाले निर्देश तैयार कर सकते हैं।
यहीं से ड्रोन हेलीकॉप्टर का विचार आता है। हेलीकॉप्टर हर दिन रोवर के आगे उड़ सकता था। इसके हवाई सहूलियत बिंदु से बनाई गई छवियां वैज्ञानिक रुचि के बिंदुओं की पहचान करने और वहां पहुंचने के लिए ड्राइविंग मार्गों की योजना बनाने के लिए जमीनी नियंत्रकों के लिए अमूल्य होंगी।
मंगल ग्रह पर हेलीकॉप्टर उड़ाना विशेष चुनौतियों का सामना करता है। एक फायदा यह है कि मंगल ग्रह का गुरुत्वाकर्षण पृथ्वी की तुलना में केवल 38% मजबूत है, जिससे कि हेलीकॉप्टर को पृथ्वी पर समान द्रव्यमान के समान लिफ्ट उत्पन्न करने की आवश्यकता नहीं होगी। एक हेलीकॉप्टर के प्रोपेलर ब्लेड हवा को नीचे की ओर धकेल कर लिफ्ट उत्पन्न करते हैं। यह पृथ्वी की तुलना में मंगल ग्रह पर करना कठिन है, क्योंकि मंगल ग्रह का वातावरण सौ गुना पतला है। पर्याप्त हवा को विस्थापित करने के लिए, प्रोपेलर ब्लेड को बहुत तेज़ी से घूमना होगा, या बहुत बड़ा होना चाहिए।
पूर्व-निर्दिष्ट मार्ग के साथ स्थिर उड़ान बनाए रखने के लिए, पूर्व निर्देशों का उपयोग करते हुए, कॉप्टर को अपने दम पर उड़ान भरने में सक्षम होना चाहिए। इसे चट्टानी मार्टियन इलाके में बार-बार उतरना और उतारना चाहिए। अंत में यह मंगल की कठोर परिस्थितियों से बचने में सक्षम होना चाहिए, जहां तापमान हर रात 100 डिग्री फ़ारेनहाइट या उससे कम हो जाता है।
जेपीएल इंजीनियरों ने 1 किलोग्राम वजन वाला एक कॉप्टर डिजाइन किया; क्यूरियोसिटी रोवर के 900 किलोग्राम द्रव्यमान का एक छोटा सा अंश। इसके प्रोपेलर ब्लेड ब्लेड टिप से ब्लेड टिप तक 1.1 मीटर तक फैले हुए हैं, और प्रति मिनट 3400 रोटेशन पर घूमने में सक्षम हैं। शरीर एक ऊतक बॉक्स के आकार के बारे में है।
कॉप्टर सौर ऊर्जा से संचालित होता है, जिसमें सौर कोशिकाओं की एक डिस्क हर दिन दो से तीन मिनट की उड़ान को बिजली देने और रात में वाहन को गर्म करने के लिए पर्याप्त शक्ति एकत्र करती है। यह उस समय में लगभग आधा किलोमीटर की उड़ान भर सकता है, जमीन पर नियंत्रण के लिए संचरण के लिए छवियों को इकट्ठा कर सकता है। इंजीनियरों को उम्मीद है कि ड्रोन कॉप्टर इकट्ठा करने वाली टोही रोवर की ड्राइव की योजना बनाने में अमूल्य होगी, जो एक दिन में यात्रा की जा सकने वाली दूरी को तीन गुना कर देगी।
संदर्भ और आगे पढ़ने:
जिज्ञासा और अवसर की दैनिक ड्राइविंग दूरी के बारे में जानकारी के लिए नासा जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी के मार्क मैमोन को धन्यवाद।
जे.जे. बिसियाडेकी, पी.सी. लेगर, और एम.डब्ल्यू. मैमोन (2007), 'मंगल अन्वेषण रोवर्स पर निर्देशित और स्वायत्त ड्राइविंग के बीच व्यापार', रोबोटिक्स रिसर्च के अंतर्राष्ट्रीय जर्नल, 26(1), 91-104
ई हॉवेल, ऑपर्च्युनिटी मार्स रोवर ने 'मैराथन वैली' की ओर 41 किलोमीटर की दूरी तय की , यूनिवर्स टुडे, दिसंबर 2014।
टी. रेयेस, एक अविश्वसनीय यात्रा, मार्स क्यूरियोसिटी रोवर माउंट शार्प के आधार पर पहुँचता है . यूनिवर्स टुडे, सितंबर 2014।
मार्स रोवर्स के लिए हेलीकॉप्टर हो सकता है 'स्काउट' . नासा जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी प्रेस विज्ञप्ति। 22 जनवरी 2015।
क्रेजी इंजीनियरिंग: द मार्स हेलिकॉप्टर . नासा जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी वीडियो।