মুন ডাস্ট দ্বারা আটকা: পদার্থবিজ্ঞানের ত্রুটি যা বছরের পর বছর ধরে নাসাকে বোকা বানিয়েছিল

যখন স্পিরিট স্থায়ীভাবে আটকে ছিল, ভবিষ্যতে, টেরা ফার্মার উপর ঠিক এখানে আরও ভাল ভূখণ্ড পরীক্ষা করা এই স্বর্গীয় সংকটগুলি এড়াতে সহায়তা করতে পারে।

কম্পিউটার সিমুলেশনগুলি ব্যবহার করে, উইসকনসিন-ম্যাডিসন বিশ্ববিদ্যালয়ের মেকানিকাল ইঞ্জিনিয়াররা পৃথিবীতে রোভারগুলি কীভাবে পরীক্ষা করা হয় তার একটি ত্রুটি আবিষ্কার করেছে। এই ত্রুটিটি যখন বহির্মুখী মিশনে মোতায়েন করা হয় তখন রোভাররা কীভাবে আচরণ করবে সে সম্পর্কে অত্যধিক আশাবাদী সিদ্ধান্তে নিয়ে যায়।

এই মিশনগুলির জন্য প্রস্তুত করার একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হ’ল কোনও রোভার কীভাবে নরম অঞ্চল বা পাথুরে অঞ্চলগুলিতে আটকে যেতে বাধা দেয় তা কম মাধ্যাকর্ষণে বহির্মুখী পৃষ্ঠগুলি কীভাবে অতিক্রম করবে তার একটি সঠিক বোঝাপড়া।

চাঁদে, মহাকর্ষীয় টান পৃথিবীর চেয়ে ছয়গুণ দুর্বল। কয়েক দশক ধরে, গবেষকরা রোভারগুলি পরীক্ষা করে এমন একটি প্রোটোটাইপ তৈরি করে মহাকর্ষের মধ্যে সেই পার্থক্যের জন্য দায়ী যা প্রকৃত রোভারের ভরগুলির ষষ্ঠতম। তারা এই লাইটওয়েট রোভারগুলি মরুভূমিতে পরীক্ষা করে, এটি কীভাবে চাঁদে এটি সম্পাদন করবে সে সম্পর্কে অন্তর্দৃষ্টি অর্জনের জন্য এটি কীভাবে বালি পেরিয়ে যায় তা পর্যবেক্ষণ করে।

তবে দেখা যাচ্ছে যে এই স্ট্যান্ডার্ড টেস্টিং পদ্ধতির একটি আপাতদৃষ্টিতে অসম্পূর্ণ বিবরণকে উপেক্ষা করেছে: মরুভূমির বালির উপর পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণ টান।

সিমুলেশনের মাধ্যমে, ইউডাব্লু-ম্যাডিসনের মেকানিকাল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের অধ্যাপক ড্যান নেগ্রুট এবং তাঁর সহযোগীরা নির্ধারণ করেছিলেন যে পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণ মঙ্গল বা চাঁদের মহাকর্ষের চেয়ে অনেক বেশি দৃ strongly ়তার সাথে বালির উপরে টানছে। পৃথিবীতে, বালি আরও কঠোর এবং সহায়ক – এটি কোনও গাড়ির চাকার নীচে স্থানান্তরিত হওয়ার সম্ভাবনা হ্রাস করে। তবে চাঁদের পৃষ্ঠটি “ফ্লাফিয়ার” এবং তাই আরও সহজেই স্থানান্তরিত হয় – যার অর্থ রোভারগুলির কম ট্র্যাকশন থাকে যা তাদের গতিশীলতা বাধাগ্রস্ত করতে পারে।

নেগ্রুট বলেছেন, “পূর্ববর্তী ক্ষেত্রে ধারণাটি সহজ: আমাদের কেবল রোভারের উপর মহাকর্ষীয় টানাকেই বিবেচনা করা উচিত নয়, রোভার কীভাবে চাঁদে সঞ্চালন করবে তার আরও ভাল চিত্র পেতে বালির উপর মহাকর্ষের প্রভাবও বিবেচনা করা উচিত,” নেগ্রুট বলেছেন। “আমাদের অনুসন্ধানগুলি দানাদার মাটিতে রোভার গতিশীলতা বিশ্লেষণ করতে পদার্থবিজ্ঞান-ভিত্তিক সিমুলেশন ব্যবহারের মানকে বোঝায়।”

দলটি সম্প্রতি এর অনুসন্ধানগুলি বিশদ করেছে মাঠ রোবোটিক্স জার্নাল।

গবেষকদের আবিষ্কারের ফলে নাসা-অর্থায়িত প্রকল্পে তাদের কাজ থেকে ভিপার রোভারকে অনুকরণ করার জন্য কাজ করা হয়েছিল, যা একটি চন্দ্র মিশনের জন্য পরিকল্পনা করা হয়েছিল। দলটি ইতালি থেকে বিজ্ঞানীদের সহযোগিতায় ইউডাব্লু-ম্যাডিসনে একটি ওপেন সোর্স ফিজিক্স সিমুলেশন ইঞ্জিন প্রজেক্ট ক্রোনোকে লিভারেজ করেছিল। এই সফ্টওয়্যারটি গবেষকদের দ্রুত এবং নির্ভুলভাবে জটিল যান্ত্রিক সিস্টেমগুলিকে মডেল করার অনুমতি দেয়-যেমন “স্কুইশি” বালি বা মাটির পৃষ্ঠগুলিতে পরিচালিত পূর্ণ আকারের রোভারগুলি।

ভাইপার রোভারকে অনুকরণ করার সময় তারা পৃথিবী-ভিত্তিক পরীক্ষার ফলাফল এবং চাঁদে রোভারের গতিশীলতার সিমুলেশনগুলির মধ্যে তাত্পর্য লক্ষ্য করেছে। ক্রোনো সিমুলেশনগুলির সাথে আরও গভীর খনন পরীক্ষার ত্রুটি প্রকাশ করেছে।

এই গবেষণার সুবিধাগুলিও নাসা এবং মহাকাশ ভ্রমণের বাইরেও প্রসারিত। পৃথিবীতে অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, ক্রোনো শত শত সংস্থা জটিল যান্ত্রিক সিস্টেমগুলি আরও ভালভাবে বুঝতে-যথার্থ যান্ত্রিক ঘড়ি থেকে শুরু করে মার্কিন সেনা ট্রাক এবং অফ-রোডের শর্তে পরিচালিত ট্যাঙ্কগুলি ব্যবহার করে ব্যবহার করেছেন।

নিগ্রুট বলেছেন, “এটি পুরষ্কারজনক যে আমাদের গবেষণাটি অনেক বাস্তব-প্রকৌশল চ্যালেঞ্জ সমাধানে সহায়তা করার ক্ষেত্রে অত্যন্ত প্রাসঙ্গিক,” নেগ্রুট বলেছেন। “আমরা যা অর্জন করেছি তা নিয়ে আমি গর্বিত। নাসা দ্বারা ব্যবহৃত শিল্প-শক্তি সফ্টওয়্যারটি রাখার জন্য বিশ্ববিদ্যালয় ল্যাব হিসাবে এটি খুব কঠিন।”

ক্রোনো বিশ্বব্যাপী নিরবচ্ছিন্ন ব্যবহারের জন্য নিখরচায় এবং সর্বজনীনভাবে উপলব্ধ, তবে ইউডাব্লু-ম্যাডিসন দলটি সফ্টওয়্যারটি বিকাশ এবং বজায় রাখতে এবং ব্যবহারকারীর সহায়তা প্রদানের জন্য উল্লেখযোগ্য চলমান কাজ রাখে।

নেগ্রুট বলেছেন, “এই স্তরে একটি সফ্টওয়্যার পণ্য উত্পাদন করা একাডেমিয়ায় এটি অত্যন্ত অস্বাভাবিক।” “নাসা এবং গ্রহের অনুসন্ধানের সাথে সম্পর্কিত কিছু ধরণের অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে যেখানে আমাদের সিমুলেটর সমস্যাগুলি সমাধান করতে পারে যা অন্য কোনও সরঞ্জাম সমাধান করতে পারে না, বিশাল প্রযুক্তি সংস্থাগুলির সিমুলেটর সহ এবং এটি উত্তেজনাপূর্ণ।”

যেহেতু ক্রোনো ওপেন সোর্স, তাই নেগ্রুট এবং তার দলটি প্রাসঙ্গিক থাকার জন্য ক্রমাগত উদ্ভাবন এবং সফ্টওয়্যার বাড়ানোর দিকে মনোনিবেশ করে।

“আমাদের সমস্ত ধারণাগুলি পাবলিক ডোমেইনে রয়েছে এবং প্রতিযোগিতাগুলি তাদের দ্রুত গ্রহণ করতে পারে, যা আমাদের এগিয়ে যেতে চালিত করে,” তিনি বলেছেন। “জাতীয় বিজ্ঞান ফাউন্ডেশন, ইউএস আর্মি রিসার্চ অফিস এবং নাসার কাছ থেকে সমর্থন পাওয়ার জন্য আমরা গত দশক ধরে ভাগ্যবান হয়েছি। এই তহবিল সত্যিই একটি পার্থক্য করেছে, যেহেতু আমরা আমাদের সফ্টওয়্যার ব্যবহারের জন্য কাউকে চার্জ করি না।”

কাগজের সহ-লেখকদের মধ্যে রয়েছে সাংহাই জিয়াও টং বিশ্ববিদ্যালয়ের ওয়েই হু, ইউডাব্লু-ম্যাডিসনের পেই লি, আরনো রোগ এবং নাসার আলেকজান্ডার শেপেলম্যান, প্রোটোইনভেশনসের স্যামুয়েল চ্যান্ডলার, এলএলসি এবং মিটের কেন কামরিন।

এই কাজটি সমর্থন করেছিল নাসা এসটিটিআর (80NSSC20C0252), জাতীয় বিজ্ঞান ফাউন্ডেশন (ওএসি 2209791) এবং ইউএস আর্মি রিসার্চ অফিস, (ডাব্লু 911 এনএফ 1910431 এবং ডাব্লু 911 এনএফ 1810476)।