שונות

משימות לא מאוישות למאדים דורשות אסטרטגיית נחיתה חדשה אומרת מחקר

משימות לא מאוישות למאדים דורשות אסטרטגיית נחיתה חדשה אומרת מחקר

מטרתם של אנשים רבים ברחבי העולם לראות בני אדם על פני מאדים. כדי להשיג מטרה זו מדענים מרחבי העולם עובדים קשה, מפתחים טכנולוגיה וחושבים באמצעות בעיות אפשריות.

ראה גם: מרס: 56 שנות חקירה מ -1 במרס לתובנה

לשלוח בני אדם למאדים לא יהיה קל וכפי שהצהיר אילון מאסק שזה גם מסוכן ביותר. אך לפני שנעסוק בנושאים כמו מציאת מזון ומים, באה המשימה אפילו להנחית חללית על פני כדור הארץ האדום.

זו הייתה הבעיה שהתמודדה עם מחקר שנערך לאחרונה על ידי חוקרים מהמחלקה להנדסת חלל באוניברסיטת אילינוי באורבנה-שמפיין.

מציאת איזון בין מסה לעוצמה

עד היום, הרכב הכבד ביותר ליצירת קשר עם מאדים הוא ה- Curiosity Rover שמשקלו 1 טון מטרי; המשימה העתידית עשויה להיות יותר בטווח של 5 עד 20 טון. הידיעה כיצד להנחית מאסה רבה יותר בבטחה היא קריטית לכל משימה עתידית של מאדים.

בעבר, כאשר רכב חלל נכנס לאטמוספירת מאדים, הוא מואט ממהירותו העל-קולית על ידי פריסת מצנח, ואז הוא מתוגבר על ידי מנועי טילים או כריות אוויר המסייעות לו לתמרן במהירות ובזווית הנכונה לנחיתה חלקה.

"למרבה הצער, מערכות הצניחה אינן מתרחבות היטב עם הגדלת מסת הרכב. הרעיון החדש הוא לחסל את המצנח ולהשתמש במנועי טילים גדולים יותר לירידה", אמר זאק פוטנאם, פרופסור במחלקה להנדסת אווירונאוטיקה וחלל באוניברסיטת אילינוי באורבנה. -קמפיין.

טכניקות קיימות אינן מתרחבות

השיטה הנוכחית כוללת שימוש רב בהדלקים המוסיף למסת הרכב. הגדלת מסת הרכב גורמת לרכב יקר יותר וכן הסיכון שהוא יעלה על יכולות השיגור הנוכחיות. דלק רב יותר יפגע גם בהזדמנות המטען לבני אדם או ציוד מדעי.

"כשרכב טס בצורה תת-קרקעית, לפני שמנועי הרקטות יורים, נוצרת מעלית כלשהי, ואנחנו יכולים להשתמש במעלית הזו להיגוי", אמר פוטנאם.

"אם נעביר את מרכז הכובד כך שהוא לא ארוז בצורה אחידה, אלא כבד יותר מצד אחד, הוא יעוף בזווית אחרת."

המחקר החדש בוחן דרכים לנצל את חוסר האיזון בלחץ בין החלק העליון והתחתון של הרכב ולהשתמש במעלית הרכב כדי לסייע בהנחיית הרכב. "יש לנו מידה מסוימת של סמכות שליטה במהלך הכניסה, הירידה והנחיתה - כלומר היכולת לנווט", אמר פוטנאם.

"מבחינה היפנית, הרכב יכול להשתמש במעלית בכדי לנווט. ברגע שמנועי הירידה נדלקים, יש למנועים כמות מסוימת של דלק. אתה יכול לכבות מנועים בצורה כזו שתנחת בדיוק רב, תוכל לשכוח מהדיוק ולהשתמש בכולם להנחית את החללית הגדולה ביותר האפשרית, או שתוכל למצוא איזון בין לבין. "

"השאלה היא, אם אנו יודעים שנדליק את מנועי הירידה, נניח, מאך 3, כיצד עלינו לנווט את הרכב באופן אווירודינמי במשטר ההיפרסוני, כך שנשתמש בכמות ההנעה המינימלית ונמקסם את מסת המסה מטען שנוכל להנחית? "

"כדי למקסם את כמות המסה שאנו יכולים לנחות על פני השטח, הגובה בו אתה מצית את מנועי הירידה שלך חשוב, אך גם הזווית שמייצר וקטור המהירות שלך באופק - כמה תלולה אתה נכנס," הסביר פוטנאם. .

המחקר הראה כיצד לנצל את וקטור המעלית בצורה הטובה ביותר בעזרת טכניקות בקרה אופטימליות. המחקר בוחן כיצד ניתן להשתמש ברעיונות אלה במגוון תנאי מסירה בין-כוכביים ותכונות רכב.

"מתברר שזה אופטימלי לדחף להיכנס לאטמוספירה עם וקטור המעלית מופנה כלפי מטה, כך שהרכב צולל. ואז בדיוק ברגע הנכון בהתבסס על זמן או מהירות, עברו להרים, כך שהרכב נמשך החוצה ועוף. לאורך בגובה נמוך, "אמר פוטנאם.

"זה מאפשר לרכב להשקיע יותר זמן בטיסה נמוכה במקום בו צפיפות האטמוספירה גבוהה יותר. זה מגביר את הגרר, ומפחית את כמות האנרגיה שיש להסיר על ידי מנועי הירידה."


צפו בסרטון: Curiosity Rover Anomalies for 2018 (יָנוּאָר 2022).