V časných ranních hodinách dne 7. září 2018 NASA pokořila světový rekord. Za méně než dvě minuty od startu se od osmnáctimetrové dvoustupňové sondážní rakety Black Brant IX oddělil její náklad, který začal padat zpátky k zemi. V okamžiku, kdy palubní senzory zaznamenaly, že náklad dosáhl požadované rychlosti v požadované výšce, byl automatickou sekvencí aktivován padák. Stalo se tak ve výšce 38 kilometrů a při rychlosti Mach 1,8. Během pouhých čtyř desetin sekundy více než osmdesátikilový padák vystřelil ze svého kontejneru, rozevřel se a jeho vrchlík se plně nalil vzduchem. Jednalo se o nejrychlejší rozevření padáku této velikosti, které v maximu dosáhlo síly téměř 311 kN.

Nešlo o jen tak obyčejný padák. Komplexní systém tkanin tvořený vlákny nylonu, technory a kevlaru bude hrát klíčovou roli během přistání doposud nejpokročilejšího vozítka NASA, které bude v únoru 2021 přistávat na Marsu. Než bude tomuto vozítku vybráno jméno, je prozatímně nazýváno Mars Rover 2020 a o jeho výrobu se stará středisko Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA. Za účelem vývoje a výběru padáku pro nový rover se uskutečnilo několik kol experimentu ASPIRE – Advanced Supersonic Parachute Inflation Research, neboli výzkum rozvinutí pokročilého nadzvukového padáku. Projekt ASPIRE využil sérii několika startů sondážních raket, během kterých byla získána data potřebná pro rozhodování o tom, který padák bude pro Mars Rover 2020 vybrán.

Projekt ASPIRE hodnotil činnost dvou padáků. Během prvního zkušebního letu vynesla raketa Black Brant IX téměř identickou kopii padáku, který byl použit pro úspěšné přistání vozítka Curiosity na Marsu v roce 2012. Druhý a třetí test pak ověřovaly funkčnost padáku podobných rozměrů, který se však lišil v použitých materiálech, stezích a konstrukci. Analýza funkčnosti a pevnosti padáku byla prováděna na dvou frontách. Na jedné straně se pozorovala sekvence rozevírání padáku, která byla zaznamenána vysokorychlostní kamerou na palubě testovacího zařízení, na straně druhé pak byl testovaný padák po přistání ve vlnách Atlantiku vyloven záchranným týmem tvořeným čtyřmi loděmi a celá jeho konstrukce byla píď po pídi velice důkladně prohlédnuta.

Po ukončení všech zkušebních letů a vyhodnocení získaných výsledků se 3. října v kalifornské Pasadeně sešel tým zodpovědný za fázi EDL (Entry, Descent and Landing – vstup do atmosféry, sestup a přistání), a také nejvyšší management mise Mars Rover 2020, aby vybrali, který ze dvou kandidátů poletí na nadcházející misi. Nový pevnější padák obstál na výbornou ve všech ohledech, byl připraven zajistit bezpečné brzdění svého nákladu a byl tedy vybrán, aby za dva roky debutoval na Rudé planetě.

„Mars Rover 2020 bude nejtěžším nákladem, jaký kdy byl na Mars poslán. Stejně jako při našich minulých marsovských misích budeme mít i tentokrát jediný padák a ten zkrátka musí fungovat,“ řekl John McNamee z JPL, který je projektovým manažerem mise Mars Rover 2020. „Zkoušky ASPIRE v nebývalých detailech ukázaly, jak bude náš padák reagovat při rozevření v nadzvukové rychlosti ve velké výšce nad povrchem Marsu. A musím říct, že to vypadá nádherně.“ Síla 311 kN, která působila na konstrukci padáku, byla vůbec největší, jakou kdy kterýkoliv supersonický padák přežil bez újmy. Jedná se přitom přibližně o 85 % větší zátěž, než jakou vědci předpokládají během plánovaného přistání nového marsovského vozítka.

Možná některé z vás napadlo, proč se tyto zkoušky odehrávají v tak velkých výškách a při takových závratných rychlostech. Vždyť přece lodě a návratová pouzdra, které přistávají na naší vlastní planetě, nejdříve dostatečně zpomalí vlivem odporu atmosféry a teprve v bezpečné rychlosti přijde řada na otevírání padáku. Důvodem jsou rozdíly mezi atmosférami Rudé a Modré planety. Naše pozemská atmosféra je u povrchu přibližně stokrát hustší než atmosféra Marsu. Ve výšce blížící se 40 kilometrům je ale hustota naší plynné obálky stejná jako ve výšce 10 kilometrů nad Marsem. A právě v desetikilometrové výšce bude Mars Rover 2020 otevírat svůj padák po tom, co třením o atmosféru zpomalí z rychlosti 5,4 km/s na zhruba jeden a půl násobek rychlosti zvuku. „Chceme se při testování dostat k marsovským podmínkám tak blízko, jak je to jen možné,“ vysvětluje Jeremy Hill, který pracuje jako konstruktér mechanických systémů v JPL. „Tento test byl ale skutečně velkou zatěžkávací zkouškou pro Mars Rover 2020.“ Jak již bylo napsáno dříve, zkušební tým totiž testovací hardware vystavil podstatně náročnějším podmínkám, než jaké se při nominální misi předpokládají.

Pouhý měsíc po plánovaném přistání vozítka NASA na Marsu bude přistávat i evropské vozítko Rosalind, které na svou misi odstartuje v červenci roku 2020. I Evropská kosmická agentura bude muset svůj drahocenný vědecký náklad při sestupu řídkou marsovskou atmosférou zpomalit. Přestože také v určité fázi EDL využije padákového systému, americký a evropský přístup k tomuto řešení se mírně liší. O testování největšího padáku, jaký kdy byl na Marsu použit, už jsme vás informovali před několika měsíci a tak si můžete odkazovaný článek připomenout a porovnat s dnešním. Závěrem vám ještě nabídneme rekapitulační video z posledního testovacího letu projektu ASPIRE, které jsme pro vás otitulkovali.

zdroje informací:
https://mars.nasa.gov/
https://www.space.com/

zdroje obrázků:
https://tech-news.websawa.com/
https://cdn.mos.cms.futurecdn.net/
https://imagecache.jpl.nasa.gov/