Źródło zdjęcia: NASA
To była trudna jazda, ale Pathfinder przybył na powierzchnię Marsa w 1997 roku w idealnym stanie. Te łaziki mają inną masę niż Pathfinder, więc inżynierowie NASA wrócili do deski kreślarskiej, aby dowiedzieć się, jak zrobić poduszki powietrzne, które napełniają się na kilka sekund przed przyziemieniem i mogą wytrzymać uderzenie przy prędkościach na autostradzie.
Jednym z wielu problemów z lądowaniem na innej planecie, po ustaleniu miejsca lądowania i sposobu dotarcia na miejsce, jest bezpieczne lądowanie. Dla JPL bezpieczne lądowanie to „nazwa gry”, ponieważ inżynierowie pracują nad przygotowaniem dwóch łazików do podróży na Marsa.
Łaziki eksploracyjne Mars zaplanowane na start w 2003 roku wykorzystują system lądowania z poduszkami powietrznymi tego samego typu, którego użył Mars Pathfinder w 1997 roku. Poduszki powietrzne muszą być wystarczająco mocne, aby amortyzować statek kosmiczny, jeśli wyląduje on na skałach lub nierównym terenie i pozwolić mu odbić się na Marsie ” powierzchnia przy prędkościach szybkiego ruchu po wylądowaniu. Aby zwiększyć złożoność, poduszki powietrzne należy napompować na kilka sekund przed przyziemieniem i opróżnić raz bezpiecznie na ziemi.
„Łaziki z 2003 r. Mają inną masę [niż łazik Sojourner, Pathfinder], dlatego wprowadziliśmy zmiany w projekcie poduszki powietrznej” - powiedział John Carson, inżynier. „Naszym wymogiem jest możliwość bezpiecznego lądowania na skale wystającej około pół metra (około 18 cali) nad powierzchnią. Rozległe testy dają nam możliwość prób i błędów przed ostatecznym projektem ”.
Jak zbudować lepszą poduszkę powietrzną
Podczas gdy większość nowych samochodów ma teraz poduszki powietrzne, statki kosmiczne nie. Materiał zastosowany w nowych poduszkach powietrznych Mars to materiał syntetyczny o nazwie Vectran, który został również zastosowany w Mars Pathfinder. Vectran ma prawie dwukrotnie większą wytrzymałość niż inne materiały syntetyczne, takie jak Kevlar, i działa lepiej w niskich temperaturach.
Denier to termin mierzący średnicę gwintu użytego w produkcie. Według Dary Sabahi, architekta systemów mechanicznych, będzie sześć warstw lekkiego, ale wytrzymałego Vectranu o grubości 100 den, chroniącego jeden lub dwa wewnętrzne pęcherze z tego samego materiału w 200 den. Użycie 100 den oznacza, że w zewnętrznych warstwach jest więcej rzeczywistej tkaniny tam, gdzie jest to potrzebne, ponieważ w splocie jest więcej nici.
Każdy łazik używa czterech poduszek powietrznych z sześcioma płatami, z których wszystkie są połączone. Połączenie jest ważne, ponieważ pomaga zmniejszyć niektóre siły lądowania, utrzymując system worków elastyczny i reagujący na nacisk na podłoże. Materiał poduszek powietrznych nie jest przymocowany bezpośrednio do łazika; liny przecinające torby przytrzymują materiał na łaziku. Liny nadają kształt workom, co ułatwia napełnianie. Podczas lotu torby są schowane wraz z trzema generatorami gazu, które służą do nadmuchiwania.
Testowanie, testowanie, testowanie
Ponieważ poduszki powietrzne składają się z wielu warstw, pewne rozdarcie w warstwach zewnętrznych jest dopuszczalne, a nawet oczekiwane. Inżynierowie testują torby, aby upewnić się, że nie wystąpią katastroficzne problemy, które uniemożliwiłyby bezpieczne lądowanie.
Testy poduszek powietrznych Mars przeprowadzane są w największej na świecie komorze próżniowej na stacji Plum Brook w NASA Glenn Research Center w Ohio. „Obiekt Plum Brook jest imponujący, podobnie jak wszyscy ludzie, którzy go obsługują” - powiedział Carson.
Komora testowa zastosowana do testów ma nieco ponad 30 metrów (100 stóp) średnicy i około 37 metrów (120 stóp) wysokości - na tyle dużą, że przechodzą przez nią trzy tory kolejowe. Testowy statek kosmiczny i system poduszek powietrznych o masie około 535 kilogramów (około 1180 funtów) są przyspieszane za pomocą systemu lin bungee na platformę ze skałami zbliżonymi do powierzchni Marsa. Zrzut odbywa się z prędkością lądowania, około 20 do 24 metrów (jardów) na sekundę.
Oprócz kontroli wizualnych testy są dokładnie dokumentowane za pomocą szybkich kamer i kamer wideo. Inżynierowie zbudowali nawet przezroczystą kopułę, wysadzaną kamieniami, która ma kamerę, która dokumentuje testy z lotu ptaka. Podczas testów ekipa z ILC Dover, producent poduszki powietrznej, stoi, aby dokonać szybkich napraw i odnotować wszelkie wymagane zmiany.
„Przeprowadzamy szeroko zakrojone testy” - powiedział Tom Rivellini, zastępca architekta systemów mechanicznych. „Chcemy rozbić torbę na Ziemi, a nie na Marsie. Jeśli widzimy łzę, która jest nieoczekiwana lub idzie zbyt głęboko, możemy wprowadzić zmiany teraz [przed ostatecznym projektem]. ”
Carson dodał: „Przejrzymy wszystkie zgromadzone do tej pory dane, przeprowadzimy więcej testów i zdecydujemy o konfiguracji projektu”.
A potem na Marsa w 2003 roku!
