Изображение предоставлено NASA
Это было немного тяжело, но Pathfinder прибыл на поверхность Марса в 1997 году в отличном состоянии. Эти роверы имеют массу, отличную от Pathfinder, поэтому инженеры NASA вернулись к чертежной доске, чтобы выяснить, как создавать подушки безопасности, которые надуваются за секунды до приземления и могут противостоять удару на скоростях автострады.
Только одна из многих проблем при посадке на другую планету, после того как определено, где приземлиться и как туда добраться, - это безопасная посадка. Для JPL безопасная посадка - это «название игры», поскольку инженеры работают над подготовкой двух роверов к путешествию на Марс.
Марсовые исследовательские вездеходы, запланированные к запуску в 2003 году, используют ту же систему посадки подушек безопасности, что и Mars Pathfinder в 1997 году. Подушки безопасности должны быть достаточно прочными, чтобы амортизировать космический корабль, если он приземляется на скалах или пересеченной местности, и позволять ему прыгать через Марс. поверхность на скоростях автострады после приземления. Чтобы добавить к сложности, подушки безопасности должны быть накачаны за секунды до приземления и спущены один раз безопасно на земле.
«Роверы 2003 года имеют другую массу [чем Sojourner, ровер Pathfinder], поэтому мы внесли изменения в конструкцию подушки безопасности», - сказал Джон Карсон, осведомленный инженер. «Наше требование - иметь возможность безопасно приземлиться на скале, простирающейся примерно на полметра (около 18 дюймов) над поверхностью. Обширное тестирование дает нам процесс проб и ошибок до окончательного проектирования ».
Как построить лучшую подушку безопасности
В то время как большинство новых автомобилей теперь поставляются с подушками безопасности, космические корабли не имеют. Ткань, используемая для новых подушек безопасности Mars, представляет собой синтетический материал под названием Vectran, который также использовался на Mars Pathfinder. Vectran обладает почти вдвое большей прочностью по сравнению с другими синтетическими материалами, такими как кевлар, и лучше работает при низких температурах.
Денье это термин, который измеряет диаметр резьбы, используемой в продукте. По словам Дары Сабахи, архитектора механических систем, будет шесть слоев из 100, более легких, но прочных Vectran, защищающих один или два внутренних баллона из одного и того же материала в 200 денье. Использование 100 денье означает, что во внешних слоях там, где это необходимо, больше фактической ткани, потому что в плетении больше нитей.
Каждый ровер использует четыре подушки безопасности с шестью лепестками в каждой, которые все связаны. Соединение важно, так как оно помогает уменьшить некоторые силы посадки, сохраняя гибкость системы мешков и реагируя на давление на грунт. Ткань подушек безопасности не прикреплена непосредственно к роверу; веревки, которые перекрещивают сумки, удерживают ткань на ровере. Веревки придают мешкам форму, облегчающую накачивание Во время полета пакеты укладываются вместе с тремя газовыми генераторами, которые используются для накачивания.
Тестирование, Тестирование, Тестирование
Поскольку подушки безопасности состоят из множества слоев, некоторые разрывы во внешних слоях являются приемлемыми и даже ожидаемыми. Инженеры проверяют мешки, чтобы убедиться в отсутствии катастрофических проблем, которые могут помешать безопасной посадке.
Испытание подушек безопасности Mars проводится в самой большой в мире вакуумной камере на станции Plum Brook исследовательского центра NASA в Гленне, штат Огайо. «Средство Plum Brook впечатляет вместе со всеми, кто им управляет», - сказал Карсон.
Испытательная камера, используемая для испытаний, имеет ширину чуть более 30 метров (100 футов) и высоту около 37 метров (120 футов) - достаточно большую, чтобы через нее проходили три железнодорожных пути. Испытательный космический корабль и система подушек безопасности, весящие около 535 кг (около 1180 фунтов), ускоряются с помощью системы банджи-корд на платформу с камнями, которые приближаются к поверхности Марса. Падение происходит при скорости приземления, от 20 до 24 метров в секунду.
Тесты тщательно документируются с помощью высокоскоростных и видеокамер, в дополнение к визуальным осмотрам. Инженеры даже построили прозрачный купол, усыпанный камнями, с камерой, которая документирует тесты с высоты птичьего полета. Во время испытаний команда ILC Dover, производителя подушек безопасности, готовится к быстрому ремонту и отмечает любые необходимые изменения.
«Мы проводим обширные испытания», - сказал Том Ривеллини, заместитель архитектора механических систем. «Мы хотим сломать сумку на Земле, а не на Марсе. Если мы увидим неожиданную слезу или слишком глубокую, мы можем внести изменения сейчас [до окончательного дизайна] ».
Карсон добавил: «Мы рассмотрим все данные, которые мы накопили до сих пор, проведем дополнительное тестирование и определимся с конфигурацией проекта».
А затем на Марс в 2003 году!
