Credito d'immagine: NASA
È stato un po 'difficile, ma Pathfinder è arrivato sulla superficie di Marte nel 1997 in perfette condizioni. Questi rover hanno una massa diversa rispetto a Pathfinder, quindi gli ingegneri della NASA sono tornati al tavolo da disegno per capire come realizzare airbag che si gonfiano pochi secondi prima del touchdown e possono resistere a un impatto alle velocità dell'autostrada.
Solo uno dei molti problemi nell'atterraggio su un altro pianeta, dopo che è stato determinato dove atterrare e il metodo per arrivarci, è l'atterraggio in sicurezza. Per JPL, un atterraggio sicuro è "il nome del gioco", poiché gli ingegneri lavorano per preparare due rover per il viaggio su Marte.
I Mars Exploration Rovers previsti per il lancio nel 2003 utilizzano lo stesso tipo di sistema di atterraggio per airbag utilizzato da Mars Pathfinder nel 1997. Gli airbag devono essere sufficientemente robusti da attutire il veicolo spaziale se atterra su rocce o terreni accidentati e gli permettono di rimbalzare su Marte superficie a velocità autostradale dopo l'atterraggio. Per aumentare la complessità, gli airbag devono essere gonfiati pochi secondi prima dell'atterraggio e sgonfiati una volta in sicurezza sul terreno.
"I rover del 2003 hanno una massa diversa [rispetto a Sojourner, il rover Pathfinder], quindi abbiamo apportato modifiche al design dell'airbag", ha dichiarato John Carson, ingegnere esperto. “Il nostro requisito è poter atterrare in sicurezza su una roccia che si estende per circa mezzo metro (circa 18 pollici) sopra la superficie. Test approfonditi ci forniscono un processo per tentativi ed errori prima della progettazione finale. "
Come costruire un airbag migliore
Mentre la maggior parte delle nuove automobili ora sono dotate di airbag, i veicoli spaziali non lo fanno. Il tessuto utilizzato per i nuovi airbag Mars è un materiale sintetico chiamato Vectran che è stato utilizzato anche su Mars Pathfinder. Vectran ha quasi il doppio della resistenza di altri materiali sintetici, come il Kevlar, e funziona meglio a basse temperature.
Denaro è un termine che misura il diametro della filettatura utilizzata nel prodotto. Ci saranno sei strati di luce 100 denari, ma Vectran resistente proteggerà una o due vesciche interne dello stesso materiale in 200 denari, secondo Dara Sabahi, architetto dei sistemi meccanici. L'uso del 100 denari significa che c'è più tessuto reale negli strati esterni dove è necessario, perché ci sono più fili nella trama.
Ogni rover utilizza quattro airbag con sei lobi ciascuno, che sono tutti collegati. La connessione è importante, poiché aiuta a ridurre alcune delle forze di atterraggio mantenendo il sistema di sacchi flessibile e sensibile alla pressione al suolo. Il tessuto degli airbag non è attaccato direttamente al rover; le corde che incrociano le borse tengono il tessuto sul rover. Le corde danno forma alle borse, facilitando l'inflazione. Durante il volo, i sacchi vengono riposti insieme a tre generatori di gas utilizzati per l'inflazione.
Test, test, test
Poiché gli airbag sono composti da molti strati, alcuni strappi negli strati esterni sono accettabili e persino previsti. Gli ingegneri testano le borse per assicurarsi che non ci siano problemi catastrofici che potrebbero impedire un atterraggio sicuro.
Il test degli airbag Mars viene effettuato nella più grande camera a vuoto del mondo presso la Plum Brook Station del Glenn Research Center della NASA in Ohio. "L'impianto Plum Brook è piuttosto impressionante, insieme a tutte le persone che lo gestiscono", ha detto Carson.
La camera di prova utilizzata per le prove è di poco più di 30 metri (100 piedi) di larghezza e circa 37 metri (120 piedi) di altezza - abbastanza grande da attraversare tre binari ferroviari. Un veicolo spaziale di prova e un sistema airbag del peso di circa 535 chilogrammi (circa 1.180 libbre) sono accelerati con un sistema di corde elastiche su una piattaforma con rocce che si avvicinano alla superficie di Marte. Il calo è alla velocità di atterraggio, circa 20-24 metri (iarde) al secondo.
I test sono accuratamente documentati con telecamere ad alta velocità e videocamere, oltre alle ispezioni visive. Gli ingegneri hanno persino costruito una cupola trasparente, costellata di rocce, che ha una telecamera che documenta i test da una vista dall'alto. Durante i test, un equipaggio di ILC Dover, il produttore dell'airbag, è in attesa di effettuare riparazioni rapide e di prendere nota di eventuali modifiche.
"Facciamo test approfonditi", ha dichiarato Tom Rivellini, vice architetto di sistemi meccanici. “Vogliamo rompere la borsa sulla Terra, non su Marte. Se vediamo una lacrima inaspettata o troppo profonda, ora possiamo apportare modifiche [prima del disegno finale]. "
Carson ha aggiunto: "Esamineremo tutti i dati che abbiamo accumulato finora, faremo ulteriori test e decideremo su una configurazione di progettazione".
E poi su Marte nel 2003!
