Nejkomplexnější padákový systém, jaký byl kdy určen pro fungování na Marsu, úspěšně zpomalil sestup makety přistávací platformy, která mohla bezpečně přistát na Zemi. Nebylo to ale jen tak. Stratosférický balón plněný heliem zvedl maketu přistávacího modulu a vynesl ji do výšky zhruba 30 kilometrů nad polárním kruhem, kde byl vydán pokyn ke shozu a aktivaci dvou velkých padáků, které vyklouzly ze svých vaků ve tvaru americké koblihy.

„Jsme rádi, že můžeme potvrdit, že máme návrh padáků, který může na Marsu fungovat. Jde o ambiciózní systém, který obsahuje největší padák, jaký byl kdy použit mimo Zemi,“ říká Luca Ferracina, systémový inženýr ESA pro modul, který má vstoupit do atmosféry, projít skrz ni a přistát. Zmíněná testovací kampaň výškové shozové zkoušky se odehrála 7. července na středisku Esrange v severním Švédsku.

Aby se vykompenzovala kombinace hustoty okolního prostředí a rychlosti, kterou přistávací modul zažije při vstupu do řídké atmosféry Marsu (která má jen 1 % hustoty pozemské atmosféry na hladině moře), musel balon na Zemi vystoupat hodně vysoko. Sestava padáků programu ExoMars byla vypuštěna z výšky 29 kilometrů, což je zhruba 3× výše, než kde létají běžná dopravní letadla. Maketa přistávacího pouzdra pak 20 sekund klesala volným pásem, během kterého dosáhla téměř rychlosti zvuku, načež otevřela padák. „Kombinace rychlosti a nízké hustoty atmosféry při tomto testu je přesně stejná jako podmínky, které padáky zažijí na Marsu. Zkoušky na Zemi jsou způsobem, jak získat jistotu a potvrdit, že všechny elementy fungují podle očekávání,“ zmínil Ferracina. Výškové shozové testy vyžadují komplexní logistiku a přísné podmínky z hlediska počasí pro zajištění bezpečného letu. Středisko Esrange je díky svému dobrému zázemí a dlouhodobým zkušenostem s misemi stratosférických balónů od začátku 70. let je vhodnou lokalitou pro tuto kampaň.

Přistání na Marsu je vysoce riziková činnost. Během pouhých šesti minut musí sestupový modul zpomalit z 21 000 km/h v nejvyšších vrstvách atmosféry planety až do fáze měkkého dosednutí, aby ochránil svůj cenný náklad – vozítko Rosalind Franklin, které má studovat okolní povrch. Takové výrazné zpomalení vyžaduje jednak tepelný štít, ale i dva padáky – každý z nich je navíc vybaven svým vlastním výražným padáčkem. Vše doplní ještě pohonný systém brzdících raketových motorů, který se aktivuje 20 sekund před dosednutím na povrch Marsu. Většina ze supersonické rychlosti bude ztracena vlivem aerodynamického odporu přistávacího pouzdra. Nejúčinnější metodou, jak se zbavit zbylé rychlosti pro bezpečné přistání, je kombinace padáků a brzdících raketových motorů.

„Použití dvou padáků nám umožňuje navrhnout pevný padák střední velikosti pro zpomalení sestupu pouzdra při supersonických rychlostech a poté mnohem většího lehkého padáku pro závěrečný sestup,“ vysvětluje John Underwood, hlavní inženýr britské společnosti Vorticity, která je pověřena konstrukcí a analýzou padáků. První padák má průměr 15 metrů a jedná se o podobný typ, jaký byl navržen pro přistání amerických sond Viking v roce 1972. Pro ExoMars týmy použily variantu navrženou pro úspěšnou misi landeru Huygens, který letěl k Saturnu s americkou sondou Cassini a poté přistál na jeho největším měsíci, Titanu. Tento tříúrovňový padákový systém stále drží rekord nejvzdálenějšího pokusu o přistání od Země.

Druhý padák má průměr 35 metrů a tvoří jej soubor prstenců, mezi kterými jsou mezery. Tohle bude největší padák, jaký kdy letěl k Marsu, či kamkoliv jinam (mimo Země). Tvoří jej více než 800 metrů čtverečních látky a více než čtyři kilometry lan. Složit takový gigant do jeho vaku trvá zhruba tři dny. Právě pečlivé skládání každého padáku do příslušného vaku je nezbytné pro zajištění jeho správné aktivace.

Padákový systém otestovaný ve Švédsku byl kvalifikován pro let k Marsu už v roce 2021, ale byl uložen do skladu poté, co byla příprava mise pozastavena vlivem ruské invaze na Ukrajinu. „Tuto kampaň jsme udělali kvůli tomu, abychom potvrdili naši připravenost na Mars a prověřili, že padák po dlouhém skladování stále funguje podle očekávání,“ zmínil Luca Ferracina. Zajímavostí je, že samotné padáky se vyrábějí z velmi lehké látky, která má hustotu jen asi 40 gramů na čtvereční metr, což je zhruba polovina hodnoty, kterou má list papíru. Jelikož telemetrie byla během sestupu posílána v reálném čase, tým firmy Vorticity nyní analyzuje tato data společně se záznamem rychloběžných kamer, aby vyhodnotil profil zpomalování a modely nafukování padáků.

„Testování na Zemi má výhodu v tom, že můžeme získat mnohem více dat a získat padák pro inspekci po testu,“ zmínil Underwood. Většina padákového systému byla navržena a postavena v Evropě. Obsahuje díly z Nizozemí (vypouštěcí pyrotechnické slože), Itálie (padáky) a České republiky (padákový kontejner). Na testovací kampaň dohlíželi zástupci firmy Thales Alenia Space, která zodpovídá za celý padákový systém.

Přeloženo z:
https://www.esa.int/

Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/…/26805095-1-eng-GB/Deployment_of_largest_Mars_parachute_on_Earth.gif
https://www.esa.int/…/26805189-1-eng-GB/Stratospheric_helium_balloon_for_ExoMars.jpg
https://www.esa.int/…/26784686-1-eng-GB/ExoMars_parachute_deployment_sequence.png
https://www.esa.int/…/26805283-1-eng-GB/ExoMars_safe_touchdown_on_Earth.jpg