اشتباه فیزیکی ناسا در شبیهسازی خاک سیارهها؛ راز ناکامیهای مکرر کاوشگران سطحنورد, مطالعهای جدید نشان میدهد که خطای بنیادین در درک فیزیک سطوح سیارهای، عامل اصلی ناکامیهای اخیر ماموریتهای کاوشگری نظیر وایپر (VIPER) و مریخنورد اسپیریت بوده است. محققان معتقدند ناسا و سایر آژانسهای فضایی تأثیر گرانش پایین بر رفتار ذرات خاک را نادیده گرفتهاند. چرا آزمایشهای زمینی نتایج گمراهکننده میدهند؟

آژانسهای فضایی به طور سنتی کاوشگرها را در محیطهای شبیهسازی شده روی زمین آزمایش میکنند. برای جبران گرانش کمتر سیاره مقصد، معمولاً جرم کاوشگر آزمایشی را کاهش میدهند. با این حال، پژوهشگران دانشگاه ویسکانسین-مدیسون ثابت کردهاند که این روش ناکارآمد است، زیرا گرانش زمین همچنان بر ذرات خاک آزمایشی تأثیر میگذارد و مقاومت برشی بالاتری نسبت به ماه یا مریخ ایجاد میکند.

این موضوع باعث میشود آزمایشها عملکرد بیشازحد خوشبینانه ای از حرکتپذیری کاوشگر ارائه دهند که در واقعیت سیارهای تکرار نمیشود. نرمافزار و کشف کلیدی تیم پژوهشی با استفاده از نرمافزار شبیهسازی فیزیکی متنباز، رفتار کاوشگر وایپر ناسا را روی خاک ماهی مدلسازی کردند.

دان نِگرات، استاد مهندسی مکانیک و رهبر تیم، تأکید کرد ما باید نه تنها نیروی گرانش روی کاوشگر، بلکه تأثیر گرانش بر روی هر ذره خاک را نیز مدلسازی کنیم تا تصویری واقعی از کارکرد کاوشگر بدست آید. راهکار شبیهسازی ترمکانیک مبتنی بر فیزیک محققان نتیجه گرفتند که برای مأموریتهای آینده، تکیه بر مدلهای ترمکانیک مبتنی بر فیزیک ضروری است.

این رویکرد امکان پیشبینی دقیق تعامل چرخ و خاک در محیطهای کمگرانش را فراهم میکند و میتواند از گیر کردن کاوشگرها در شنهای نرم یا ریگهای سیارهای جلوگیری نماید. این مطالعه در نشریه معتبر منتشر شده و التأکید میکند که تغییر پارادایم در تستهای پیشازپرواز، کلید موفقیت کاوشهای آتی است.