Největší dosud vyrobený padák pro přistání na Marsu dokončil svůj první úspěšný výškový shozový test. Jde o významný milník, který zajišťuje, že se start mise ExoMars 2022 v příštím roce opravdu stihne. Zkouškami tak letos prošly jak primární tak i sekundární padáky mise. V nadpisu ale píšeme o dvojitém testu. Ve skutečnosti totiž v americkém Oregonu proběhly zkoušky dvě – ta první přišla 21. listopadu a druhá následovala 3. prosince. V rámci těchto testů se pozornost zaměřila na podzvukový padák o průměru 35 metrů, který v roce 2023 zajistí zpomalení klesání přistávací plošiny Kozáček s roverem Rosalind Franklin. V čem se od sebe oba testy lišily? V tom, kdo vyrobil testovaný padák. První test totiž absolvoval padák vyrobený evropskou společností Arescosmo, zatímco ve druhém případě se testoval produkt americké firmy Airborne Systems.

„Oba padáky se krásně uvolnily a roztáhly,“ popisuje Thierry Blancquaert, vedoucí evropského týmu zaměřeného na misi ExoMars a dodává: „Využili jsme maximum zkušeností nasbíraných při předešlých testech. Díky tomuto dvojitému úspěchu, který následoval po působivé zkoušce primárního padáku, jsme opravdu na správné cestě ke startu. Prokázali jsme, že máme dva padáky, které mohou letět na Mars.“ Experti budou pokračovat v testech, které mají ověřit odolnost pro závěrečný výběr padáků. V roce 2022 jsou možnosti provedení dalších výškových shozů jak pro primární tak i sekundární padák. Očekává se, že primární padák dodá Airborne Systems a sekundární zajistí Arescosmo, ale vše bude záviset na výsledcích březnové testovací kampaně.

Start evropsko-ruské mise ExoMars 2022 je plánován na září roku 2022. Po zhruba devítiměsíčním přeletu meziplanetárním prostorem vstoupí sestupový modul do atmosféry Marsu rychlostí 21 000 km/h. V této fázi zajistí zpomalení tepelný štít. Pak se ke slovu dostanou postupně dva padáky – každý z nich má ještě vlastní výtažný padáček. Závěrečné přistání pak proběhne motoricky a započne 30 sekund před plánovaným dosednutím. Primární padák bude mít průměr 15 metrů a otevře se v době, kdy sestava stále poletí nadzvukovou rychlostí. Sekundární padák o průměru 35 metrů se pak otevře už v podzvukové rychlosti.

Úpravy a zkoušky padáků pro ExoMars se staly prioritou po sérii neúspěšných shozů v letech 2019 a 2020. První úspěšný výškový shoz proběhl letos v červnu, kdy bezchybně zafungoval primární padák od Airborne Systems. V rámci těchto testů utrpěl sekundární padák o průměru 35 metrů od firmy Arescosmo jediné drobné poškození, ke kterému došlo zřejmě vlivem nečekaného odpojení výtažného padáku během nafukování. I přesto však padák dokázal zpomalit připojené břemeno podle očekávání. V dalších měsících došlo k úpravě výtažného padáčku a kevlarové výztuhy byly na dvou prstencích vrchlíku nahrazeny nylonem, což mělo zajistit lepší srovnání pevnosti a elasticity materiálu padáku, aby se snížilo riziko roztrhnutí.

Změny padákového systému se nejprve otestují na stanovišti dynamických zkoušek v kalifornském JPL, aby se ověřilo, jak proběhne uvolnění padáku z jeho úložného prostoru. Takové testy je možné opakovat v krátkém rozestupu, aby se snížilo riziko nejrůznějších anomálií. Výškové shozové zkoušky však oproti tomu vyžadují komplexní logistiku a také velmi přísně definované počasí. Tím pádem se těžko plánují a často musí být na poslední chvíli odvolány, protože se situace změnila. Inženýři musí při těchto zkouškách zohledňovat směr a rychlost větru v různých výškách, aby byl zajištěn hladký sestup a snadné nalezení hardwaru po dopadu. Oblast, kam testovaný hardware dopadá, je navíc přístupná pouze vrtulníkem. Vítr tedy nesmí zanést testované kusy nad obydlené oblasti. V době shozové zkoušky navíc nesmí pršet, být mlha či dokonce ani zataženo. I vlhkost musí mít potřebnou úroveň, aby se nehromadila na povrchu balónu o objemu 335 000 metrů krychlových. Pokud by k tomu došlo, zkondenzovaná voda by stékala dolů a testovaný hardware a jeho elektronika by byly vystaveny nežádoucí vlhkosti.

Jakmile jsou všechny podmínky splněny a tým dostal povolení k zahájení napouštění helia do balónu, mohly začít závěrečné přípravy na let do výšky 29 kilometrů. Tady došlo k uvolnění jistícího mechanismu a testovaný hardware se vydal směrem dolů. Došlo k uvolnění výtažného padáčku, který vytáhl hlavní padák z jeho obalu. „Každý, kdo se na této kampani podílel, ať už přímo na místě nebo někde jinde, musel dlouho čekat na správné startovní okno s vhodnými meteorologickými podmínkami,“ popisuje Blancquaert a dodává: „Po nalezení padáků jsme pozorovali pouze drobné a nevýznamné trhlinky dlouhé 1 – 2 centimetry a také oděrky na dvou padákových lanech. Zcela jistě už můžeme za tohoto stavu bez obav letět, ale pořád je tu prostor pro změny. Pečlivě proto budeme analyzovat výsledky testů z počátku příštího roku.“

Všechny kvalifikační zkoušky padákového systému provádí společný tým expertů z agentury ESA, firem Thales Alenia Space Italy (hlavní kontraktor mise ExoMars), Thales Alenia Space France (zodpovídá za padákový systém), Vorticity (návrh padáků a analýza zkoušek) a Arescosmo (výroba padáků a obalů). JPL poskytla inženýrské konzultace, přístup k testovacímu zařízení pro dynamickou extrakci padáků a také lokální podporu na místě zkoušek. Samotné extrakční testy probíhají ve spolupráci s firmami Airborne Systems, která kromě jiného dodala padáky pro americkou misi Mars 2020 a Free Flight Enterprises, která poskytuje zázemí pro skládání a balení padáků. Airborne Systems navíc poskytuje své služby v oboru návrhu a výroby padáků. Firma Near Space Corporation poskytuje vypouštění balónů z Oregonu, zatímco středisko Esrange zajišťuje to samé ze švédské Kiruny.

Padákový systém je jen jedním prvkem celé komplexní mise. V uplynulých měsících se významných změn dočkaly různé další části, jelikož fáze funkčních testů pomalu končí a pozornost se nyní zaměřuje na startovní kampaň na Bajkonuru. „Díky neskutečnému úsilí všech našich partnerů dokončujeme všechny otevřené případy této velmi komplexní mise, abychom zajistili, že k Marsu vypustíme robustní hardware,“ zmiňuje Blancquaert a dodává: „Souběžně s tím již naplno běží příprava startovní kampaně. Těšíme se na přesun jednotlivých částí na Bajkonur koncem března či začátkem dubna. Čeká nás úžasný rok.“

Mise ExoMars 2022 má startovat na raketě Proton-M s horním stupněm Briz-M  z kazašského kosmodromu Bajkonur mezi 20. zářím a 1. říjnem 2022. Přistání v oblasti Oxia Planum je naplánováno na 10. června 2023. Rover pak sjede z přistávací plošiny a začne hledat geologicky atraktivní lokality. Jakmile je najde, začne zde vrtat, aby zjistil, zda se někdy na naší sousední planetě nevyskytoval život.

Přeloženo z:
https://www.esa.int/

Zdroje obrázků:
https://spacenews.com/wp-content/uploads/2021/07/exomars-chute-june2021.jpg
https://www.esa.int/…/21531682-1-eng-GB/Parachute_inspection.jpg
https://www.esa.int/…/ExoMars_spacecraft_composite_dynamic_balancing_test.jpg
https://www.esa.int/…/ExoMars_2022_parachute_deployment_sequence.jpg