Smíšený

Bezosádkové mise na Mars vyžadují studii nové strategie přistání

Bezosádkové mise na Mars vyžadují studii nové strategie přistání

Cílem mnoha lidí po celém světě je vidět lidi na povrchu Marsu. K dosažení tohoto cíle vědci z celého světa tvrdě pracují, vyvíjejí technologie a přemýšlejí o potenciálních problémech.

VIZ TÉŽ: MARS: 56 LET PRŮZKUMU OD 1. BŘEZNA DO INSIGHT

Odeslat lidi na Mars nebude snadné a jak uvedl Elon Musk, je to také velmi nebezpečné. Ale než se budeme zabývat problémy, jako je hledání jídla a vody, přijde úkol dokonce přistát kosmickou loď na povrchu rudé planety.

To byl problém řešený v nedávné studii vědců z Katedry leteckého inženýrství na University of Illinois v Urbana-Champaign.

Hledání rovnováhy mezi hmotností a výkonem

Doposud nejtěžším vozidlem navazujícím kontakt s Marsem je Curiosity Rover, který váží 1 metrickou tunu; budoucí mise bude pravděpodobně více v rozmezí 5 až 20 tun. Znalost bezpečného přistání většího množství hmoty na Marsu je pro každou budoucí misi na Marsu zásadní.

V minulosti, když vesmírné vozidlo vstoupí do atmosféry Marsu, je zpomaleno ze své nadzvukové rychlosti nasazením padáku, což je pak umocněno raketovými motory nebo airbagy, které mu pomáhají manévrovat správnou rychlostí a úhlem pro plynulé přistání.

"Bohužel padákové systémy se s rostoucí hmotností vozidla neomezují dobře. Nová myšlenka je eliminovat padák a použít k sestupu větší raketové motory," řekl Zach Putnam, odborný asistent na Katedře leteckého inženýrství na University of Illinois v Urbaně. -Kampaň.

Stávající techniky se nezvyšují

Současná metoda zahrnuje mnoho použití pohonných hmot, což zvyšuje hmotnost vozidla. Zvýšená hmotnost vozidla má za následek dražší vozidlo a také riziko, že překročí současné možnosti startu. Více pohonných hmot by také snížilo možnost užitečného zatížení pro člověka nebo vědecké vybavení.

„Když vozidlo letí hypersonicky, předtím, než vystřelí raketové motory, dojde k určitému vztlaku a můžeme tento zvedák použít k řízení,“ řekl Putnam.

„Pokud posuneme těžiště tak, aby nebylo jednotně zabalené, ale na jedné straně těžší, bude létat pod jiným úhlem.“

Nový výzkum zkoumá způsoby, jak využít tlakové nerovnováhy mezi horní a dolní částí vozidla a pomocí zvedáku vozidla pomoci při řízení vozidla. „Máme určité množství kontrolních pravomocí při vstupu, sestupu a přistání - tedy schopnost řídit,“ řekl Putnam.

„Hypersonálně může vozidlo řídit pomocí výtahu. Jakmile se zapálí sestupové motory, mají motory určité množství pohonné látky. Můžete vypálit motory tak, abyste přistáli velmi přesně, můžete na přesnost zapomenout a použít to všechno přistát s největší možnou kosmickou lodí, nebo můžete najít rovnováhu mezi nimi. “

„Otázkou je, že pokud víme, že zapálíme sestupové motory, řekněme Mach 3, jak bychom měli řídit vozidlo aerodynamicky v hypersonickém režimu, abychom použili minimální množství pohonné látky a maximalizovali hmotnost užitečné zatížení, které můžeme přistát? “

„Abychom maximalizovali množství hmoty, které dokážeme přistát na povrchu, je důležitá nadmořská výška, ve které zapálíte sestupové motory, ale také úhel, který váš vektor rychlosti dělá s horizontem - jak strmý přicházíte,“ vysvětlil Putnam .

Studie ukázala, jak optimálně využít vektor výtahu pomocí optimálních řídicích technik. Studie zkoumá, jak lze tyto myšlenky použít v celé řadě meziplanetárních dodacích podmínek a vlastností vozidla.

„Ukázalo se, že je optimální pro pohon vstoupit do atmosféry se zdvihovým vektorem směřujícím dolů, takže vozidlo se potápí. Pak ve správný okamžik na základě času nebo rychlosti přepněte na zvednutí, aby se vozidlo vytáhlo a letělo spolu v nízké nadmořské výšce, “řekl Putnam.

„To umožňuje vozidlu trávit více času nízkým letem tam, kde je vyšší hustota atmosféry. Tím se zvyšuje odpor vzduchu a snižuje se množství energie, které musí být odstraněny sestupovými motory.“


Podívejte se na video: The Curious Life of a Mars Rover. Nat Geo Live (Září 2021).