SHIELD: Mengapa NASA Cuba Menghempas Tanah di Marikh

Ilustrasi SHIELD, konsep pendarat Marikh yang membolehkan misi berkos rendah sampai ke permukaan Planet Merah dengan mendarat dengan selamat, menggunakan tapak boleh lipat untuk menyerap kesan. Kredit: Akademi Sains California

Pendarat SHIELD eksperimen direka untuk menyerap hentaman keras seperti zon renyuk kereta.

Mars nine times, using cutting-edge parachutes, massive airbags, and jetpacks to safely touch down on the surface. Now engineers are investigating whether or not crashing is the easiest way to get to the Martian surface.

Rather than slow a spacecraft’s high-speed descent before touching down, an experimental lander design called SHIELD (Simplified High Impact Energy Landing Device) would use an accordion-like, collapsible base that acts like the crumple zone of a car and absorbs the energy of a hard impact.

By simplifying the harrowing entry, descent, and landing process, the new design could drastically reduce the cost of landing on Mars. It could also expand options for possible landing sites.


SHIELD ialah konsep pendarat Marikh yang boleh membenarkan misi berkos rendah untuk melawat permukaan Marikh dengan menggunakan tapak serap impak yang boleh dilipat untuk merempuh tanah dengan selamat. Kredit: NASA/JPL-Caltech

“Kami fikir kami boleh pergi ke kawasan yang lebih berbahaya, di mana kami tidak mahu mengambil risiko cuba meletakkan rover bernilai bilion dolar dengan sistem pendaratan semasa kami,” kata pengurus projek SHIELD, Lou Giersch dari Makmal Pendorong Jet NASA di California Selatan. “Mungkin kami juga boleh mendaratkan beberapa daripada ini di lokasi yang sukar untuk diakses untuk membina rangkaian.”

Kemalangan Kereta, Pendaratan Marikh

Kebanyakan reka bentuk SHIELD banyak dipengaruhi oleh kerja yang dilakukan untuk NASA Kempen Sample Return Mars. Langkah pertama dalam kempen itu melibatkan Penjelajah ketekunan mengumpul sampel batu dalam tiub logam kedap udara. Pada masa hadapan, sebuah kapal angkasa akan membawa sampel Marikh itu kembali ke Bumi dalam kapsul kecil dan selamat mendarat di lokasi terpencil.

Mempelajari pendekatan untuk proses itu menyebabkan jurutera tertanya-tanya sama ada idea umum itu boleh diterbalikkan, kata Velibor Cormarkovic, ahli pasukan SHIELD di JPL.

“Jika anda ingin mendaratkan sesuatu yang keras di Bumi, mengapa anda tidak boleh melakukannya sebaliknya untuk Marikh?” katanya. “Dan jika kita boleh melakukan pendaratan keras di Marikh, kita tahu SHIELD boleh bekerja di planet atau bulan dengan atmosfera yang lebih padat.”

Pangkalan Prototaip SHIELD

Pangkalan prototaip untuk SHIELD ini – pendarat Marikh yang boleh dilipat yang membolehkan kapal angkasa sengaja merempuh daratan di Planet Merah, menyerap kesannya – telah diuji di menara jatuh di JPL pada 12 Ogos untuk meniru kesan yang akan dihadapinya ketika mendarat di Marikh . Kredit: NASA/JPL-Caltech

Untuk menguji sama ada teori itu benar-benar boleh berfungsi dalam amalan, jurutera perlu membuktikan SHIELD boleh melindungi elektronik sensitif semasa mendarat. Pasukan itu menggunakan menara jatuh yang berdiri hampir 90 kaki (27 meter) di JPL untuk menguji bagaimana tiub sampel Perseverance akan bertahan dalam pendaratan Bumi yang keras. Ia mempunyai anduh gergasi – dipanggil sistem pelancaran haluan – yang boleh melontar objek ke permukaan pada kelajuan yang sama dicapai semasa pendaratan Marikh.

Cormarkovic sebelum ini bekerja untuk industri auto, menguji kereta yang membawa patung kemalangan. Dalam beberapa ujian tersebut, kereta menaiki kereta luncur yang dipercepatkan ke kelajuan tinggi dan merempuh dinding atau penghadang boleh ubah bentuk. Terdapat beberapa cara untuk mempercepatkan kereta luncur, termasuk menggunakan anduh yang serupa dengan sistem pelancaran haluan.

“Ujian yang kami lakukan untuk SHIELD adalah seperti versi menegak ujian kereta luncur,” kata Cormarkovic. “Tetapi bukannya dinding, berhenti secara tiba-tiba adalah disebabkan oleh hentaman ke dalam tanah.”

Kejayaan Menghancurkan

Pada 12 Ogos, pasukan berkumpul di menara jatuh dengan prototaip bersaiz penuh peledam boleh lipat SHIELD – piramid terbalik cincin logam yang menyerap hentaman. Mereka menggantung atenuator pada grapple dan memasukkan telefon pintar, radio, dan pecutan untuk mensimulasikan elektronik yang akan dibawa oleh kapal angkasa.

Berpeluh dalam panas musim panas, mereka melihat SHIELD perlahan-lahan naik ke puncak menara.

Menara Jatuh JPL

Menara jatuh di JPL ini termasuk sistem pelancaran haluan, yang boleh melontar artikel ujian 110 mph ke dalam tanah, mencipta semula kuasa yang akan mereka alami semasa pendaratan Marikh. Kredit: NASA/JPL-Caltech

“Mendengar kiraan detik membuatkan saya merinding,” kata Nathan Barba, ahli projek SHIELD yang lain di JPL. “Seluruh pasukan teruja untuk melihat sama ada objek di dalam prototaip itu akan bertahan daripada kesannya.”

Hanya dalam dua saat, penantian telah berakhir: Pelancar haluan menghempas SHIELD ke tanah pada kira-kira 110 batu sejam (177 kilometer sejam). Itulah kelajuan yang dicapai oleh pendarat Marikh berhampiran permukaan selepas diperlahankan oleh seretan atmosfera dari kelajuan awalnya 14,500 batu sejam (23,335 kilometer sejam) apabila ia memasuki atmosfera Marikh.

Ujian SHIELD sebelum ini menggunakan “zon pendaratan” kotoran, tetapi untuk ujian ini, pasukan itu meletakkan plat keluli setebal 2 inci (5 sentimeter) di atas tanah untuk mencipta pendaratan yang lebih sukar daripada yang akan dialami kapal angkasa di Marikh. Akselerometer onboard kemudiannya mendedahkan SHIELD impak dengan daya kira-kira 1 juta newton – setanding dengan 112 tan yang melanggarnya.

Rakaman kamera berkelajuan tinggi ujian menunjukkan bahawa SHIELD terkena pada sudut sedikit, kemudian melantun kira-kira 3.5 kaki (1 meter) ke udara sebelum terbalik. Pasukan mengesyaki plat keluli menyebabkan lantunan, kerana tiada lantunan berlaku dalam ujian terdahulu.

Selepas membuka prototaip dan mendapatkan semula muatan elektronik yang disimulasikan, pasukan mendapati peranti atas kapal – malah telefon pintar – terselamat.

“Satu-satunya perkakasan yang rosak ialah beberapa komponen plastik yang kami tidak bimbang,” kata Giersch. “Secara keseluruhan, ujian ini berjaya!”

Langkah seterusnya? Mereka bentuk seluruh pendarat pada tahun 2023 dan melihat sejauh mana konsep mereka boleh pergi.

We wish to thank the writer of this short article for this outstanding content

SHIELD: Mengapa NASA Cuba Menghempas Tanah di Marikh


Take a look at our social media accounts as well as other related pageshttps://paw6.info/related-pages/