Zobacz, jak inżynierowie NASA wystawiają na próbę nogi lądownika marsjańskiego

Zobacz, jak inżynierowie NASA wystawiają na próbę nogi lądownika marsjańskiego

Ten artykuł został zrecenzowany zgodnie z Science X’s proces edycji
I Zasady.
redaktorzy Podkreśl następujące atrybuty, zapewniając jednocześnie wiarygodność treści:

Weryfikacja faktów

zaufane źródło

Korekta

Inżynier Abel Dizon wyjaśnia, jak przeprowadzić testy zrzutowe prototypowego lądownika zaprojektowanego przez Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA na potrzeby kampanii Mars Sample Return. Źródło: NASA/JPL-Caltech

× Zamknąć

Inżynier Abel Dizon wyjaśnia, jak przeprowadzić testy zrzutowe prototypowego lądownika zaprojektowanego przez Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA na potrzeby kampanii Mars Sample Return. Źródło: NASA/JPL-Caltech

Potrzebne są mocne nogi, aby zaabsorbować uderzenie najcięższego statku kosmicznego, jaki kiedykolwiek wylądował na Czerwonej Planecie.

Łazik NASA nadal przewozi tuby pełne próbek skał rdzeniowych do planowanej kampanii zwrotu próbek z Marsa. Wspólny wysiłek NASA i Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) ma na celu zwrócenie naukowo wyselekcjonowanych próbek z Marsa do badań na Ziemi przy użyciu znacznie bardziej zaawansowanego sprzętu laboratoryjnego niż ten, który można sprowadzić na Czerwoną Planetę. Inżynierowie są zajęci projektowaniem modułu zrzutu próbek, który pomoże sprowadzić te próbki z powrotem na Ziemię. W ramach wysiłków przetestowali prototypy nóg i podnóżków łazika w Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA w Południowej Kalifornii.

NASA wykorzystuje to, czego nauczyła się przez dziesięciolecia udanych lądowań na Marsie, i stosuje te lekcje w swojej koncepcji Landera pobierania próbek, który będzie największym statkiem kosmicznym, jaki kiedykolwiek wylądował na Marsie – do 5016 funtów (2275 kilogramów). Oprócz polegania na spadochronach nowej generacji i 12 silnikach rakietowych, aby spowolnić opadanie statku kosmicznego na Marsa, łazik będzie potrzebował nóg, aby pomóc w absorpcji uderzenia podczas lądowania.

Zobacz, jak inżynierowie testują projekty najcięższego statku kosmicznego, jaki kiedykolwiek wylądował na Czerwonej Planecie: łazika Mars Sample Return. Źródło: NASA/JPL-Caltech

Statek kosmiczny będzie przewoził rakietę, która uwalnia starannie zapakowane próbki Perseverance na czekający orbiter. Ramię robota o długości 8 stóp (2,5 metra), które zostanie dostarczone przez Europejską Agencję Kosmiczną, załaduje te probówki do rakiety. Lądownik może pomieścić do dwóch małych helikopterów, które będą służyć jako kopie zapasowe do pobierania probówek zdeponowanych w repozytorium próbek. Więc sonda musi być ogromna.

READ  Najpotężniejsza eksplozja kosmiczna w historii ujawniła zaskakujący rozwój sytuacji: ScienceAlert

Aby zrozumieć, w jaki sposób energia jest pochłaniana podczas opadania, inżynierowie JPL przeprowadzili testy zrzutowe na początku tego roku, które będą miały wpływ na projekt i późniejsze testy. Jedna seria testów polegała na zrzuceniu wczesnej koncepcji lądownika w skali trzech ósmych na litą podłogę, podczas gdy druga koncentrowała się na uderzeniu pełnowymiarową podnóżkiem w symulowaną marsjańską glebę. Zespół może zastosować to, co zaobserwował podczas testowania, podczas ulepszania projektu.

Zacznij od małego

„Między tym lądownikiem a projektem, od którego zaczęliśmy, naprawdę istnieje różnica między dniem a nocą” – powiedział Morgan Montalvo, inżynier w Jet Propulsion Laboratory, który pracuje nad testami.

Morgan Montalvo, inny inżynier JPL, umieszcza poręcze na ziemi pod prototypem w teście scenariusza, w którym łazik „uderza stopą” o skałę podczas schodzenia na Marsa. Źródło: NASA/JPL-Caltech

× Zamknąć

Morgan Montalvo, inny inżynier JPL, umieszcza poręcze na ziemi pod prototypem w teście scenariusza, w którym łazik „uderza stopą” o skałę podczas schodzenia na Marsa. Źródło: NASA/JPL-Caltech

Zespół musi rozważyć każdy możliwy scenariusz lądowania, w tym to, co by się stało, gdyby statek kosmiczny wylądował pod kątem i „uderzył palcem” w skałę. Aby spróbować stworzyć takie wyzwanie podczas jednej serii testów, zawiesili prototyp na wahadle, które wysłało mały lądownik spadający na Ziemię pod kątem. Lądowisko otaczały kamery na trójnogach, duża czarna metalowa płyta na ziemi. Niska balustrada służyła za głaz.

Montalvo zarządził odliczanie 3-2-1 i lądownik ostro zanurkował, uderzając w barierkę. Kiedy później zespół przestudiował nagranie wideo z dużą szybkością, ze zdziwieniem stwierdził wyczuwalne wibracje w jednym z głównych wsporników nogi. Zwiększ głośność statku, a oscylacja będzie bardziej zauważalna. W odpowiedzi na te siły zostałyby zaprojektowane mocniejsze rozpórki.

Ta konfiguracja jest używana w JPL do testowania 16-calowej (40-centymetrowej średnicy) podnóżka dla przyszłego lądownika marsjańskiego. Podnóżek został zatopiony na stanowisku testowym wypełnionym 10 000 funtów (4536 kilogramów) symulowanej marsjańskiej gleby, aby zobaczyć, jak głęboko zatonie. Źródło: NASA/JPL-Caltech

× Zamknąć

Ta konfiguracja jest używana w JPL do testowania 16-calowej (40-centymetrowej średnicy) podnóżka dla przyszłego lądownika marsjańskiego. Podnóżek został zatopiony na stanowisku testowym wypełnionym 10 000 funtów (4536 kilogramów) symulowanej marsjańskiej gleby, aby zobaczyć, jak głęboko zatonie. Źródło: NASA/JPL-Caltech

READ  W erze, w której króluje przestrzeń osłonowa, Kraken jest przyciągany z myślą o długiej grze

Zespół przetestował również „ograniczniki ładunku” — stalowe pręty łączące ramę z nogami. Kiedy nogi poruszają się podczas schodzenia, pręty są zmuszane do zginania się, pochłaniając część wstrząsu. Selektory były używane w poprzednich lądownikach, takich jak InSight, ale w tym prototypie są większe i będą większe w ostatecznym projekcie.

„Nigdy nie będziesz w stanie zgiąć tych stalowych prętów samymi rękami” – powiedział Montalvo. „To szalone widzieć, jak duża siła działa na nie, powodując, że po upadku prawie wyginają się w pół”.

Ciężki statek kosmiczny

Pełnowymiarowe podkładki pod stopy lądownika zostały przetestowane w skrzyni wypełnionej 10 000 funtów (4536 kilogramów) sproszkowanej marsjańskiej gleby. Mierząca około 16 cali (41 cm) średnicy, płaska i okrągła podkładka pod stopy jest przymocowana do zespołu z prawie toną żelaznych obciążników.

Patrick DeGros, dowódca bazy testowej, obserwował podczas jednego testu, jak stopa sondy zanurzyła się w glebie, pozostawiając głębokie wgłębienie, jednocześnie wyrzucając chmurę pyłu. Zderzenie wstrząsnęło ścianami budynku. Następnie szybkie kamery pokazały, jak energia promieniuje z płyty.

Inżynier JPL, Patrick DeGrosse, przegląda dane z testu zrzutowego pełnowymiarowego lądowiska wraz z grupą innych inżynierów. Źródło: NASA/JPL-Caltech

× Zamknąć

Inżynier JPL, Patrick DeGrosse, przegląda dane z testu zrzutowego pełnowymiarowego lądowiska wraz z grupą innych inżynierów. Źródło: NASA/JPL-Caltech

„Nie chcemy, aby stopy lądownika zatonęły, dopóki dno lądownika nie dotrze do powierzchni” – powiedział DeGrosse. „A my chcemy mieć pewność, że lądownik jest równy na powierzchni. Musi być solidny, bo lądownik to także platforma, z której leci rakieta”.

Po każdym teście DeGrosse odbudowuje warstwę gleby 4 cale na raz, ubijając materiał, aby upewnić się, że jest zagęszczony tak, jak naukowcy spodziewają się, że będzie na Marsie. Warunki muszą być również spójne, aby zespół mógł zrozumieć, w jaki sposób wkładka wchodzi w interakcje z glebą. DeGrosse powtarza ten czasochłonny proces cztery razy w miesiącu.

READ  Fundusz emerytalny o wartości 69 000 000 000 USD, biorąc pod uwagę alokację kapitału na przestrzeń kryptograficzną

„Musisz odbudować Marsa więcej niż raz, aby wykonać ten test” – powiedział.

Elise Haynes

„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”

Rekomendowane artykuły

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *