Nogi stworzone do lądowania na Marsie – testy modułu ExoMars

Aby zapewnić bezpieczne lądowanie na Czerwonej Planecie, europejscy inżynierowie przeprowadzili testy szkieletu czteronożnego modułu lądowniczego ExoMars, zrzucając go z różnych wysokości i przy różnych prędkościach na symulowaną powierzchnię Marsa.

Nogi lądownika są kluczowym elementem wyposażenia, niezbędnym do bezpiecznego lądowania łazika ExoMars Rosalind Franklin w 2030 r., obok spadochronów i silników, które spowolnią opadanie statku kosmicznego na Marsa.

Nogi lądownika. Źródło: ESA

Przez ponad miesiąc zespoły Thales Alenia Space i Airbus przeprowadziły dziesiątki pionowych upadków przy użyciu pełnowymiarowego modelu platformy lądowej w ośrodku ALTEC w Turynie we Włoszech. Thales Alenia Space jest głównym wykonawcą misji, Airbus dostarcza platformę lądową, a ALTEC zapewnia wsparcie techniczne.

Lekkie, rozkładane nogi są połączone ze sobą i wyposażone w amortyzatory, które wytrzymują uderzenia. Podczas serii testów cztery nogi odwzorowywały strukturę i wymiary tych, które polecą na Marsa.

Biorąc pod uwagę wszystkie możliwe scenariusze lądowania, zespoły przygotowują się na sytuację, w której statek kosmiczny wyląduje pod kątem lub na skale.

– Ostatnią rzeczą, jakiej byśmy chcieli, jest przewrócenie się platformy po dotarciu do powierzchni Marsa. Testy te potwierdzą jej stabilność podczas lądowania – powiedział Benjamin Rasse, kierownik zespołu ESA ds. modułu lądowniczego ExoMars.

Wykrywanie podłoża – czujniki lądowania

Kolejnym celem było sprawdzenie działania czujników lądowania. System zainstalowany we wszystkich czterech nogach wykrywa zbliżanie się statku kosmicznego do powierzchni i uruchamia wyłączenie silników lądowniczych po miękkim lądowaniu.

Jednak statek kosmiczny potrzebuje trochę czasu, aby wyłączyć silniki po lądowaniu. Jeśli czujniki zbyt długo komunikują się z układem napędowym, strumienie rakietowe mogą wyrzucić marsjańską glebę w górę i uszkodzić platformę, a nawet ją przewrócić.

– Chcemy skrócić czas wyłączania do mgnienia oka, nie więcej niż 200 milisekund po lądowaniu. Z przyjemnością informujemy, że te krytyczne czujniki działają dobrze w granicach bezpiecznego lądowania – wyjaśnił Benjamin Rasse.

Uderzenia w powierzchnię Marsa

Podczas kilkunastu pionowych upadków zespół zmieniał prędkość i wysokość upadków o kilka centymetrów. Pierwsza seria testów polegała na upuszczaniu modelu zarówno na twarde, jak i miękkie powierzchnie, przy czym te ostatnie były wypełnione sproszkowaną glebą podobną do marsjańskiej.

Skład chemiczny ziaren jest podobny do piaszczystej gleby występującej na Czerwonej Planecie i tej samej, która została użyta do testowania mobilności łazika Rosalind Franklin.

Film prezentujący testowanie nóg przy lądowaniu na symulowaną powierzchnię Marsa. Źródło: ESA

Więcej upadków dla Rosalind

W ciągu najbliższych miesięcy platforma będzie spadać z większą prędkością, aby przetestować jej stabilność w przypadku przechylonego lądowania. Ta nowa konfiguracja wymaga ulepszeń bezpieczeństwa w ośrodku testowym.

Nagrania z kamer szybkich oraz pomiary z czujników, akcelerometrów i laserów zainstalowanych na makiecie zostaną wprowadzone do modelu komputerowego lądownika ExoMars i jego nóg.

Zespół wykorzysta algorytm do symulacji scenariuszy lądowania na Marsie i potwierdzenia stabilności modułu w okresie odliczania do startu, obecnie zaplanowanego na 2028 r.

Źródło: informacje prasowe