Tocar Marte de manera segura es un verdadero evento para comerse las uñas. Esos momentos desgarradores de entrada, descenso y descenso (EDL) meses después de navegar hacia el Planeta Rojo son realmente aterradores.
La comunidad EDL está ocupada trabajando en nuevas ideas sobre cómo violar Atmósfera de MarteEncienda los frenos, suelte las cargas útiles. Una gran misión nueva es la NASA Retorno de muestra de Marte El proyecto y los retos a los que se enfrenta.
A corto y largo plazo, Marte estará en condiciones de recibir un envío de dispositivos aterrizados, no solo para respaldar más investigaciones robóticas, sino también para mejorar la presencia humana en ese mundo. Pero bájate, sucio y seguro Marte Sigue siendo un delicado equilibrio de habilidad técnica, mezclado con suerte ganada con esfuerzo.
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Cargas útiles menos costosas
«Veo dos grandes desafíos», dijo Zachary Putnam, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Aeronáutica de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. “Aterrizar cosas realmente grandes en la superficie, para misiones robóticas más avanzadas y exploración humana, y aterrizar muchas cosas más pequeñas y menos costosas a un costo relativamente bajo”, dijo Putnam.
Lo que le espera a Marte está claro, dijo Putnam.
Putnam agregó que la capacidad de enviar muchas cargas útiles pequeñas a la superficie de Marte a un costo menor aumentaría la capacidad de sobrecarga de los vehículos de lanzamiento utilizados para enviar cargas útiles más grandes y se beneficiaría de las capacidades mejoradas de la tecnología de satélites pequeños.
“Esto nos permitirá aceptar más riesgos, ya que algunas fallas son menos importantes si hay mucho tren de aterrizaje, lo que puede ayudarnos a mejorar todas nuestras tecnologías de aterrizaje con el tiempo”, dijo Putnam. «También hay participación de una comunidad más grande y diversa de científicos e ingenieros, como las universidades».
poste de tienda más alto
Desde un punto de vista similar, Bethany Elman, profesora de ciencias planetarias en el Instituto de Tecnología de California y codirectora del Instituto Keck de Estudios Espaciales en Pasadena, California.
«Creo que lo emocionante es que la tecnología para llegar a la superficie de Marte está ganando un nuevo interés por parte de las empresas y los programas tecnológicos gubernamentales», dijo Elman a Space.com. «El aterrizaje en Marte es el poste de la carpa más largo en la traducción de todas las inversiones del sistema espacial comercial en la Luna a Marte, lo que permite un menor costo y una mayor frecuencia de exploración de Marte».
Ellmann dijo que existe la necesidad de desarrollar tanto en pequeños volúmenes como en grandes cargas útiles. “Esto incluye el desarrollo de medios más rentables de grúas aéreas Presentar pequeños trabajos científicos. En general, las cargas útiles clasificadas por humanos también requieren diferentes enfoques».
Elman dijo que seis compañías recibieron siete contratos de la NASA en septiembre para construir sistemas inflables de desaceleración aerodinámica para misiones de entrada, aterrizaje, aterrizaje y recogida de aeronaves en naves espaciales. Las aplicaciones de la NASA y las posibles misiones comerciales se beneficiarán de esta tecnología avanzada.
duplicar la masa
Hoy, todo vuelve al enfoque del JPL durante los últimos 20 años, dijo Allen Chen, director de ingeniería e integración de los programas Mars Sample Return (MSR) del JPL. «Y eso significa aterrizar más en Marte… y aterrizar en Marte con más precisión que antes».
Ante los expertos de EDL es un componente esencial de la misión de MSR; Una sonda de recuperación de muestras lleva consigo un Mars Ascent Rocket dirigido por la NASA y un par de Helicópteros de Marte.
Este módulo de aterrizaje aterrizará cerca del sitio de persistencia del cráter Jezero, transportará artefactos marcianos y luego devolverá esos fragmentos (y una muestra atmosférica) a la Tierra para un estudio detallado.
«La unidad de recuperación de muestras ahora pesa un poco más de dos toneladas métricas. Eso es casi el doble de la masa que ponemos en un rover perseverante», dijo Chen a Space.com. “Esa es una gran diferencia en términos de lo que necesitamos para llegar a la Tierra. Es mucho más grande que lo que hemos aterrizado antes”, dijo.
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Plaza de aparcamiento
Concepto de grúa aérea – utilizado en curiosidad de Y la persistencia de aterrizaje en Marte – no en esta ronda de la ronda de aterrizaje para recuperar la muestra. En cambio, la nave se apagará sola usando viejos misiles incorporados.
Para la parte exacta de la misión MSR, Chin dijo que hay un «doble» en el uso del sistema Relative Terrain Navigation (TRN), una capacidad que proporciona una corrección de posición relativa del mapa que se puede usar para apuntar a puntos de aterrizaje definidos con precisión en Marte mientras fuera de peligro.
El uso de la TRN y la adición de una gran cantidad de combustible al Sample Retrieval Lander permitiría que el vehículo aterrizara a 60 metros o más del objetivo. “Tenemos que aterrizar un vehículo más grande en cierto estacionamiento… en cierto estacionamiento”, dijo Chen.
Además, el disparador de rango adaptativo permite una toma de decisiones subjetiva más inteligente sobre cuándo la sonda desplegará su paracaídas.
Y hay más El paracaídas de aterrizaje en sí crece hasta un diseño de 80 pies (24 m). “Queremos reforzar el dosel para que podamos transportar una carga de vehículos mucho más grande”, dijo Chen.
misil de pilares cuerpo a cuerpo
los perseverancia mars rover Él ya está explorando el paisaje de antemano para ayudar a asegurarse de que este espacio de estacionamiento clave sea un aterrizaje. «Por primera vez podemos ver todo lo que importa a la sonda», dijo Chen. «Sabremos exactamente qué hay allí y eso es una gran ventaja».
El objetivo es aterrizar a unos cientos de metros del Perseverance Wagon, o un lugar donde un robot con ruedas pueda conducir fácilmente para entregar muestras marcianas al Sample Retrieval Lander. Se tendrá cuidado de no aterrizar demasiado cerca para perseverar, dijo Chen, debido a la preocupación por el alboroto que surgió cuando la columna del cohete despegó de las rocas y la arena de la superficie.
«Dado lo que tenemos ahora y la necesidad de derribar una gran cantidad de masa con mucha precisión, lo que estamos viendo para nosotros es un gran paso adelante, pero en realidad es una evolución de lo que hemos estado haciendo en el pasado. Estamos emocionados por la oportunidad de mostrar lo que podemos hacer».
torcedura en la curva
Desde principios de la década de 1990, Rob Manning, ahora ingeniero jefe del JPL, ha participado activamente en la planificación de la EDL en Marte.
En cuanto a los próximos esfuerzos de MSR, «no diría la palabra riesgo porque no sé cómo definir los riesgos, pero hay muchos desafíos de desarrollo», dijo Manning. «Espero que no nos encontremos con nueva física».
Mirando más allá de MSR, Manning dijo que hay un «problema en la curva» para EDL.
«Supersonic Retro Propulsion es un juego completamente nuevo», dijo Manning. La propulsión retrógrada supersónica, para abreviar SRP, es un método para reducir la velocidad de un vehículo utilizando un retrocohete en un sistema supersónico.
«Creo que el trabajo de gran paso en el futuro es hacer una puñalada y probar un SRP en Marte, y realmente hacer que eso funcione. Creo que funcionará. Todos están de acuerdo en que puede funcionar. Es una especie de pollo», dijo Manning. .
fenómeno complejo
El trabajo de SRP en JPL se ha beneficiado al colaborar con SpaceX y Elon Musk, el presidente de la compañía. “Nos permitieron monitorear la calidad de los retornos de sus propulsores volando en el campo correcto”, dijo Manning, señalando un fenómeno complejo, como la interacción de la columna del cohete con la alerta supersónica que se genera alrededor del propulsor reentrante.
«Es muy difícil entenderlo matemáticamente… es muy difícil analizarlo», dijo Manning.
Para la comunidad EDL, hay mucho trabajo por delante en términos de nuevas investigaciones, nuevos conocimientos técnicos y dispositivos para mostrar nuevas capacidades.
«Especialmente el impulso del MSR, la herramienta de recuperación de muestras es un ajuste perfecto entre adónde vamos con el gran sistema de aterrizaje y hacia dónde vamos después, a nivel humano», dijo Manning.
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