Billedkredit: NASA
Det var lidt af en hård tur, men Pathfinder ankom på Mars overfladen i 1997 i perfekt stand. Disse rovere har en anden masse end Pathfinder, så NASA-ingeniører er gået tilbage til tegnebrættet for at finde ud af, hvordan man laver airbags, der blæses op sekunder før touchdown og kan modstå en påvirkning ved motorvejshastigheder.
Bare et af de mange problemer ved landing på en anden planet, efter at det er blevet bestemt, hvor man skal lande og metoden til at komme dertil, lander sikkert. For JPL er en sikker landing ”navnet på spillet”, da ingeniører arbejder på at forberede to rovere til rejsen til Mars.
Mars Exploration Rovers, der var planlagt til lancering i 2003, bruger samme type airbag-landingssystem, som Mars Pathfinder brugte i 1997. Airbaggene skal være stærke nok til at dæmpe rumfartøjet, hvis det lander på klipper eller ujævnt terræn og tillader det at hoppe over Mars ' overflade ved motorvejshastigheder efter landing. For at tilføje kompleksiteten skal airbaggene være oppustet sekunder før berøring og tømme en gang sikkert på jorden.
”Rovers fra 2003 har en anden masse [end Sojourner, Pathfinder-rover], så vi har foretaget ændringer i airbag-designet,” sagde John Carson, kendte ingeniør. ”Vores krav er at være i stand til at lande sikkert på en klippe, der strækker sig cirka en halv meter (ca. 18 tommer) over overfladen. Omfattende test giver os en proces til prøve og fejl inden det endelige design. ”
Sådan bygges en bedre airbag
Mens de fleste nye biler nu leveres med airbags, gør rumfartøjer det ikke. Stoffet, der bruges til de nye Mars-airbags, er et syntetisk materiale kaldet Vectran, der også blev brugt på Mars Pathfinder. Vectran har næsten dobbelt så stor styrke som andre syntetiske materialer, såsom Kevlar, og klarer sig bedre ved kolde temperaturer.
Denier er et udtryk, der måler diameteren på den tråd, der bruges i produktet. Der vil være seks 100-denier-lag af det lette, men hårde Vectran, der beskytter en eller to indre blærer af det samme materiale i 200-denier, ifølge Dara Sabahi, mekanisk systemarkitekt. Brug af 100-denier betyder, at der er mere faktisk stof i de ydre lag, hvor det er nødvendigt, fordi der er flere tråde i vævet.
Hver rover bruger fire airbags med seks fliser hver, som alle er forbundet. Forbindelse er vigtig, da det hjælper med at mindske nogle af landingskræfterne ved at holde posesystemet fleksibelt og reagerer på jordtryk. Støvet til airbaggen er ikke fastgjort direkte til rover; reb, der på tværs af poserne holder stoffet til rover. Rebene giver poserne form, hvilket gør inflation lettere. Mens de er på flugt, opbevares poserne sammen med tre gasgeneratorer, der bruges til inflation.
Testning, testning, testning
Da airbags er sammensat af mange lag, er nogle rive i de ydre lag acceptabel og endda forventet. Ingeniører tester poserne for at sikre sig, at der ikke er nogen katastrofale problemer, der kan forhindre en sikker landing.
Mars airbag-testning udføres i verdens største vakuumkammer på Plum Brook Station i NASAs Glenn Research Center i Ohio. ”Plum Brook-anlægget er temmelig imponerende sammen med alle de mennesker, der driver det,” sagde Carson.
Testkammeret, der blev brugt til testene, er lidt over 30 meter (100 fod) på tværs og ca. 37 meter (120 fod) højt - stort nok til at tre jernbanespor går gennem det. Et test rumfartøj og airbag-system, der vejer ca. 535 kg (ca. 1.180 pund), accelereres med et strålesnor-system på en platform med klipper, der er tilnærmelsesvis Mars-overfladen. Dråbet er ved landingshastighed, ca. 20 til 24 meter (yards) pr. Sekund.
Tests dokumenteres grundigt med højhastigheds- og videokameraer ud over visuelle inspektioner. Ingeniører byggede endda en klar kuppel, besat med klipper, der har et kamera, der dokumenterer tests fra et klippesyn. Under testning står et besætning fra ILC Dover, airbags producent, ved for at udføre hurtige reparationer og for at bemærke eventuelle nødvendige ændringer.
”Vi udfører omfattende test,” sagde Tom Rivellini, stedfortræder mekanisk systemarkitekt. ”Vi vil bryde posen på Jorden, ikke på Mars. Hvis vi ser en tåre, der er uventet eller går for dybt, kan vi foretage ændringer nu [før det endelige design]. ”
Carson tilføjede, "Vi vil gennemgå alle de data, vi har indsamlet indtil videre, foretage nogle flere test og beslutte en designkonfiguration."
Og så videre til Mars i 2003!
