Testy nového štítu pro Mars

Dopravit náklad k Marsu se v posledních letech jeví jako poměrně jednoduchý úkol. Vědci již vychytali většinu problémů a proto poslední mise (až na ruský Fobos-Grunt) slavily úspěch. Jenže pokud chceme pokračovat ve vývoji a posílat na Mars v dalších letech větší náklady, neobejdeme se bez nových technologií. Hlavní pozornost se v současné době točí kolem  štítu, který má za úkol výrazně zpomalit náklad prolétávající atmosférou Rudé planety.

Před několika týdny vyšel na našem blogu článek o zkouškách raketového padáku. Nyní chce stejný vývojový tým pokračovat se zkouškami zpomalovacího štítu LDSD (Low Density Supersonic Decelerator – česky něco ve stylu „nadzvukový zpomalovač o nízké hustotě).

Zpomalit letící těleso v atmosféře Marsu není lehký úkol – její hustota dosahuje sotva jednoho procenta té pozemské. Sonda, která přistává, se opírá o plynný obal planety a tím ztrácí rychlost. Právě kvůli nízké hustotě ale potřebujeme co největší povrch. Celou situaci zároveň komplikuje fakt, že se těleso pohybuje nadzvukovou rychlostí. Technici proto přišli s novým nápadem – zkonstruovali prototyp nafukovacího štítu.

Po stranách štítu jsou sbalené vlastní nafukovací prvky SIAD (Supersonic Inflatable Aerodynamic Deceletrator – nadzvukový nafukovací aerodynamický zpomalovač), které si můžeme představit jako velké airbagy. Během zlomku, téměř jedné třicetiny sekundy, se nafouknou, mnohonásobně zvětší svůj objem a plocha štítu, která se opírá o atmosféru je rázem mnohem větší.

Problém ale nastává ve chvíli, když chceme tento štít otestovat v reálných podmínkách. Dopravit jej k Marsu není zrovna levné a testovat štít na Zemi na povrchu je nám k ničemu. Pokud se má testovat jeho chování v nadzvukových rychlostech, tak nám rázem překáží moc hustá atmosféra, která znemožňuje dosáhnout takto vysokých rychlostí bez poškození štítu.

Inženýři proto vymysleli nový způsob testování. Jako místo experimentu byla vybrána námořní základna Pacific Missile Range Facility na havajském ostrově Kauai. Všechno začne tím, že se testovací exemplář vážící tři tuny zavěsí pod obří heliový balón o objemu milion metrů krychlových. Ten vynese náklad do výšky okolo 36 kilometrů, kdy se štít oddělí. V jeho zadní části najdeme i raketový motor, který se po oddělení od balónu zažehne a vynese rotující štít do výšky cca. 55 kilometrů. Tady už atmosféra svou hustotou připomíná podmínky na Marsu.

Štít se proto otočí svou plochou ve směru letu a v rychlosti, která čtyřnásobně přesahuje rychlost zvuku dojde k aktivaci nafukovacích vaků SIAD. Díky tomuto nafukovacímu prstenci sestava zpomalí zhruba na rychlost 2,5 Mach a v tu chvíli se ze zadní části vystřelí velký padák o průměru 30 metrů. Celý test je tedy zaměřený na zkušení chování dvou klíčových složek – nafukovacích vaků SIAD a nadzvukového padáku.

Důležité je, že technici čekají během testu problémy. Jedná se o ostrou zkoušku nových technologií, které se dosud testovaly jen nepřímo, nebo samostatně. Jak říká Mark Adler z JPL: „Pokud při tomhle pokusu poběží všechno, jak jsme čekali, pokud dosáhneme všech cílů, pokud stroj poletí tam kam chceme a pokud dostaneme všechny data, pak si zasloužíme jedničku. Ale pokud něco selže, pokud budou s něčím problémy, ze kterých se budeme moci poučit, pak si zasloužíme jedničku s hvězdičkou.“ Pokud se tedy během zkoušky něco pokazí, technici z naměřených dat odhalí příčinu a do příštího roku, na který jsou naplánovány další dva testy provedou příslušné změny.

Je samozřejmě otázkou, kdy k testu dojde. Původní termín byl naplánovaný na 3. června, ale kvůli špatnému počasí byl odložený. Jet Propulsion Laboratory zatím ohledně nového termínu mlčí, ale slibuje, že se o něm včas dozvíme. Zároveň by měl být celý test živě vysílaný na NASA TV.

Zdroje informací:
http://www.nasa.gov/
http://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
http://www.jpl.nasa.gov/images/technology/ldsd/ldsd20140602-640.jpg
http://www.periodicoabc.mx/noticias/xukerfubergkubkuerg.jpg.pagespeed.ic.P3-CcNJYhp.jpg
http://www.extremetech.com/wp-content/uploads/2014/04/ldsd-test-diagram.jpg