Kuvan luotto: NASA
Se oli vähän karkeaa matkaa, mutta Pathfinder saapui Marsin pinnalle vuonna 1997 täydellisessä kunnossa. Näiden roversien massa on erilainen kuin Pathfinderin, joten NASA: n insinöörit ovat palanneet takaisin piirustuspöydälle selvittääkseen, kuinka tehdä turvatyynyt, jotka täyttyvät sekunteja ennen kosketusta ja kestävät iskun moottoritiellä.
Vain yksi monista toiselle planeetalle laskeutumisen ongelmista, kun on määritetty, mihin laskeutua ja tapa päästä sinne, laskeutuu turvallisesti. JPL: lle turvallinen lasku on “pelin nimi”, koska insinöörit valmistelevat kahta roveria matkalle Marsiin.
Mars Exploration Rovers, jonka on määrä käynnistää vuonna 2003, käyttää samantyyppisiä turvatyynyjä laskevaa järjestelmää, jota Mars Pathfinder käytti vuonna 1997. Turvatyynyjen on oltava riittävän vahvoja avaruusaluksen vaimentamiseksi, jos se laskeutuu kallioille tai karkealle maastolle ja antaa sen poistua Marsin yli. pinta moottoritiellä nopeudella laskeutumisen jälkeen. Monimutkaisuuden lisäämiseksi turvatyynyt on täytettävä sekunneissa ennen kosketusta ja tyhjennettävä kerran turvallisesti maassa.
"Vuoden 2003 roversilla on eri massa [kuin Sojournerilla, Pathfinderin roverilla], joten olemme tehneet muutoksia turvatyynyjen suunnitteluun", kertoi John Carson, kognitioinsinööri. ”Vaatimuksemme on, että pystymme laskemaan turvallisesti kallioon, joka ulottuu noin puoli metriä (noin 18 tuumaa) pinnan yläpuolelle. Laaja testaus antaa meille prosessin erehdykseen ennen lopullista suunnittelua. ”
Kuinka rakentaa parempi turvatyyny
Vaikka useimmissa uusissa autoissa on nyt turvatyynyt, avaruusalukset eivät. Uusissa Mars-turvatyynyissä käytettävä kangas on synteettistä materiaalia nimeltä Vectran, jota käytettiin myös Mars Pathfinder -laitteessa. Vectranilla on melkein kaksinkertainen lujuus muista synteettisistä materiaaleista, kuten Kevlarista, ja se toimii paremmin kylmissä lämpötiloissa.
Denier on termi, joka mittaa tuotteessa käytetyn langan halkaisijan. Mekaanisten järjestelmien arkkitehdin Dara Sabahin mukaan kuusi 100-denieristä kerrosta valoa mutta kovaa Vectrania suojaa yhtä tai kahta saman materiaalin sisärakoa 200-denjerissa. Käyttämällä 100-denieristä tarkoittaa, että ulommissa kerroksissa on enemmän varsinaista kangasta kuin tarvitaan, koska kudoksessa on enemmän lankoja.
Jokainen rover käyttää neljää turvatyynyä, joissa molemmissa on kuusi lohkoa, jotka kaikki on kytketty toisiinsa. Yhteys on tärkeä, koska se auttaa vähentämään osaa laskeutumisvoimista pitämällä pussijärjestelmä joustavana ja reagoivana maanpaineeseen. Turvatyynyjen kangas ei ole kiinnitetty suoraan roveriin; köydet, jotka ristiin pussit, pitävät kankaan roverilla. Köydet antavat pussille muodon, mikä helpottaa inflaatiota. Lennon aikana pussit sijoitetaan yhdessä kolmen kaasugeneraattorin kanssa, joita käytetään inflaatioon.
Testaus, testaus, testaus
Koska turvatyynyt koostuvat useista kerroksista, ulkoreunan kerrosten repeytyminen on hyväksyttävää ja jopa odotettavissa. Insinöörit testaavat pussit varmistaakseen, ettei turvallisuuteen laskeutumisen estäviä katastrofaalisia ongelmia ole.
Mars-turvatyynytestaus tehdään maailman suurimmassa tyhjiökammiossa NASA: n Ohlen Glennin tutkimuskeskuksen Plum Brook -asemalla. "Plum Brook -laitos on melko vaikuttava yhdessä kaikkien sitä käyttävien ihmisten kanssa", Carson sanoi.
Testeissä käytettävä testikammio on hiukan yli 30 metriä (100 jalkaa) ja noin 37 metriä (120 jalkaa) korkea - riittävän suuri, että sen läpi kulkee kolme rautatiet. Koeavaruusalusta ja turvatyynyjärjestelmää, joka painaa noin 535 kilogrammaa (noin 1180 kiloa), kiihdytetään benji-johtojärjestelmällä alustalle, jolla on kivet, jotka lähentävät Marsin pintaa. Pudotus on laskun nopeudella, noin 20–24 metriä (jaardia) sekunnissa.
Testit dokumentoidaan perusteellisesti nopea- ja videokameroilla visuaalisten tarkastusten lisäksi. Insinöörit jopa rakensivat selkeän, kallioilla varustetun kuplin, jossa on kamera, joka dokumentoi testit kallion silmästä. Testauksen aikana turvatyynyjen valmistajan ILC Dover -ryhmän miehistö seisoo tekemässä nopeita korjauksia ja huomaamaan tarvittavat muutokset.
"Teemme laajoja testauksia", sanoi mekaanisten järjestelmien varaarkkitehti Tom Rivellini. ”Haluamme rikkoa pussin maapallolla, ei Marsilla. Jos näemme odottamattoman tai liian syvän repiä, voimme tehdä muutoksia nyt [ennen lopullista suunnittelua]. "
Carson lisäsi: "Menemme läpi kaikki tähän mennessä keräämämme tiedot, teemme vielä lisää testauksia ja päätämme suunnittelumäärityksistä."
Ja sitten Marsiin vuonna 2003!
