Americká raketa MAV (Mars Ascent Vehicle) nedávno dosáhla důležitých milníků na své cestě k tomu, aby mohla být součástí programu Mars Sample Return. Tato raketa se stane prvním strojem, který odstartuje z povrchu jiné planety a dosáhne její oběžné dráhy. Tým zodpovědný za vývoj MAV provedl úspěšné zkoušky motorů na tuhé pohonné látky prvního i druhého stupně, které se mají použít i na Marsu. Celý program Mars Sample Return má za cíl dopravit na Zemi vědecky vybrané vzorky z Marsu, aby mohly být studovány nejpokročilejšími dostupnými analytickými metodami. Strategické partnerství agentur NASA a ESA by mělo umožnit historicky první dopravu vzorků na Zemi z jiné planety. Vzorky, které momentálně sbírá rover Perseverance brázdící dávnou říční deltu, mají potenciál odhalit informace o časném vývoji Marsu včetně možnosti vývoje života.

Statický zážeh SRM2 – druhého stupně rakety MAV.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Na vývoj rakety MAV dohlíží Marshallovo středisko v alabamském Hutsville, přičemž její start je zatím naplánován na červen 2028 s návratem vzorků na Zemi počátkem 30. let. Celý program MSR spravuje Jet Propulsion Laboratory se sídlem v kalifornské Pasadeně. Aby byla raketa MAV úspěšná, musí tým provést důkladné testování, analýzy a zhodnocení designu všech součástek. Raketa poletí na Mars jako součást landeru SRL (Sample Retrieval Lander), se kterým bude spojena během dvouleté cesty k Marsu a následně zhruba rok po dobu přijímání vzorků nasbíraných Perseverance. Poté, co evropské rameno Sample Transfer Arm, které bude součástí landeru, naloží trubičky se vzorky do kontejneru na vrcholu rakety, dojde ke startu MAV, která poletí na oběžnou dráhu Marsu. Tady uvolní kontejner obsahující pouzdra se vzorky, který zachytí evropská sonda ERO (Earth Return Orbiter)

Raketu MAV budou tvořit dva stupně s motory na tuhé pohonné látky – SRM1 a SRM2. Zatímco SRM1 bude mít za úkol dostat raketu od povrchu planety, SRM2 dosáhne oběžné dráhy, na kterou je potřeba dopravit kontejner, aby jej mohla sonda ERO najít. K otestování návrhu motorů na tuhé pohonné látky připravil tým zodpovědný za vývoj MAV vývojové exempláře motorů. Díky tomu mohou experti sledovat, jak si motory vedou, případně zda je zapotřebí udělat nějaké úpravy, než se začne stavět letový hardware. Vývojový exemplář motoru SRM2 byl otestován 29. března v marylandském Elktonu na pozemku firmy Northrop Grumman. 7. dubna pak následoval test vývojového exempláře motoru SRM1 na Edwards Air Force Base v Kalifornii.

Zkouška SRM1 proběhla ve vakuové komoře, která byla ochlazena na -20 °C. Tým při tomto testu mohl otestovat nadzvukovou dělenou trysku (supersonic splitline nozzle), což je součást systému pro vektorování tahu na SRM1. Většina náklopných trysek motorů na tuhé pohonné látky je navržena tak, že si neporadí s extrémně nízkými teplotami, které MAV zažije. Tým odborníků z Northrop Grumman tedy musel najít něco, co tuto výzvu zvládne. Výsledkem je raketový motor s výkyvnou tryskou obsahující nadzvukovou dělící linku. Po provedení testu a rozmontování vývojového exempláře SRM1 proběhla analýza, která ukázala, že vynalézavost týmu byla úspěšná.

Nadzvuková dělená tryska (supersonic splitline nozzle)
Zdroj: https://up-ship.com/

„Tato zkouška ukazuje, že náš národ má kapacity na vývoj rakety, která je zároveň dostatečně lehká, aby se dostala na Mars a zároveň dostatečně robustní na to, aby dopravila vzorky na oběžnou dráhu, ze které se mohou dostat na Zemi,“ uvedl manažer pohonu MAV, Benjamin Davis z Marshallova střediska v alabamském Huntsville a dodal: „Hardware nám říká, že naše technologie je připravena na pokračování vývoje.“ Faktem je, že nadzvuková dělená tryska dosáhla šestého z devíti stupňů technické vyspělosti TRL (technology readiness levels). TRL-1 je počátek, ve kterém se objeví nápad na novou technologii. Naopak TRL-9 označuje technologii, která byla vyvinuta, otestována úspěšně použita na kosmické misi.

Davis potvrzuje, že nadzvuková dělená tryska dosáhla TRL-6 při zkouškách na vakuové lavici a plnorozměrovém statickém zážehu, který proběhl v dubnu. Výsledky jsou nyní nezávisle ověřovány a v průběhu srpna by měly být potvrzeny. Nadzvuková dělená tryska také podstoupí kvalifikační testy, které prověří, zda zvládne intenzivní vibrace při startu, kosmické vakuum a extrémní výkyvy teplot, které čekají na MAV při její cestě. Kromě samotných zkoušek motorů tým nedávno provedl předběžné zhodnocení návrhu PDR, což bylo čtyřdenní hloubkové zhodnocení celkového designu MAV. Manažer projektu MAV, Stephen Gaddis, uvedl, že MAV prošla tímto zhodnocením, což znamená, že se tým nyní může zaměřit na pokračování ve vylepšování MAV než přijde kritické zhodnocení návrhu CDR naplánované na příští léto.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://scitechdaily.com/images/Mars-Ascent-Vehicle-MAV.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/gx010011.00_00_03_13.still006.jpg
https://up-ship.com/blog/wp-content/uploads/2016/05/ssslnozzle.jpg