Sekalaiset

Kierteettömät Mars-tehtävät edellyttävät uutta laskeutumisstrategiaa

Kierteettömät Mars-tehtävät edellyttävät uutta laskeutumisstrategiaa

Monien ihmisten tavoite ympäri maailmaa on nähdä ihmiset Marsin pinnalla. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi tutkijat ympäri maailmaa työskentelevät ahkerasti, kehittävät tekniikkaa ja pohtivat mahdollisia ongelmia.

KATSO MYÖS: MARS: 56 VUOTTA TUTKIMUSTA 1. MARSISTA INSIGHTiin

Ihmisten lähettäminen Marsille ei ole helppoa, ja kuten Elon Musk on todennut, se on myös erittäin vaarallista. Mutta ennen kuin käsittelemme ruokaa ja vettä, tulee tehtävä jopa laskeutua avaruusalus punaisen planeetan pinnalle.

Tätä ongelmaa käsiteltiin Illinoisin yliopiston lentokonetekniikan laitoksen tutkijoiden äskettäisessä tutkimuksessa Urbana-Champaignissa.

Tasapainon löytäminen massan ja tehon välillä

Tähän mennessä raskain ajoneuvo Marsin kanssa on Curiosity Rover, joka painaa yhden tonnin; tulevaisuuden tehtävä on todennäköisesti enemmän 5-20 tonnin alueella. Tieto siitä, kuinka laskeutua enemmän massaa Marsille on kriittinen kaikille tuleville Marsin tehtäville.

Aikaisemmin, kun avaruusalus kulkee Marsin ilmakehään, sitä hidastetaan yliäänenopeudesta asettamalla laskuvarjo, jota lisätään sitten rakettimoottoreilla tai turvatyynyillä, jotka auttavat sitä ohjaamaan oikealla nopeudella ja kulmassa tasaisen laskeutumisen saavuttamiseksi.

"Valitettavasti laskuvarjojärjestelmät eivät skaalautu hyvin kasvavan ajoneuvomassan myötä. Uusi ajatus on poistaa laskuvarjo ja käyttää suurempia rakettimoottoreita laskeutumiseen", kertoi Zach Putnam, apulaisprofessori Ilmatieteen tekniikan laitokselta Illinoisin yliopistossa Urbanassa -Kampanja.

Nykyiset tekniikat eivät laajene

Nykyiseen menetelmään sisältyy paljon ponneainetta, mikä lisää ajoneuvon massaa. Lisääntynyt ajoneuvomassa johtaa kalliimpaan ajoneuvoon sekä riskiin, että se ylittää nykyiset laukaisuominaisuudet. Lisää ponneainetta vähentäisi myös ihmisten tai tieteellisten laitteiden hyötykuormamahdollisuutta.

"Kun ajoneuvo lentää henkilökohtaisesti, ennen rakettimoottoreiden laukeamista syntyy jokin hissi, ja voimme käyttää sitä nostoon ohjaamiseen", Putnam sanoi.

"Jos siirrämme painopistettä niin, että se ei ole tasaisesti pakattu, mutta toiselta puolelta painavampi, se lentää eri kulmassa."

Uudessa tutkimuksessa tarkastellaan tapoja hyödyntää ajoneuvon ylä- ja alaosan välistä paineiden epätasapainoa ja käyttää ajoneuvon nostinta ajoneuvon ohjaamiseen. "Meillä on tietty määrä valvontavaltuuksia maahantulon, laskeutumisen ja laskeutumisen aikana - eli kyky ohjata", Putnam sanoi.

"Hypersonically, ajoneuvo voi ohjata hissillä. Kun laskeutuvat moottorit ovat syttyneet, moottoreissa on tietty määrä ponneainetta. Voit laukaista moottoreita siten, että laskeudut erittäin tarkasti, voit unohtaa tarkkuuden ja käyttää sitä kaikkea laskeaksesi mahdollisimman suuren avaruusaluksen, tai voit löytää tasapainon niiden välillä. "

"Kysymys kuuluu, jos tiedämme, että sytytämme laskeutuvat moottorit esimerkiksi Mach 3: een, kuinka meidän pitäisi ohjata ajoneuvoa aerodynaamisesti hyperäänijärjestelmässä niin, että käytämme mahdollisimman vähän ponneainetta ja maksimoimme moottorin massan hyötykuorma, jonka voimme purkaa? "

"Pinnalle laskeutuvan massan maksimoimiseksi on tärkeää korkeus, jolla sytytät laskeutumiskoneesi, mutta myös nopeusvektorisi kulma horisonttiin nähden - kuinka jyrkkä olet tulossa", Putnam selitti .

Tutkimus on osoittanut, kuinka nostovektoria voidaan hyödyntää parhaalla mahdollisella tavalla optimaalisilla ohjaustekniikoilla. Tutkimuksessa selvitetään, miten näitä ideoita voidaan käyttää useilla planeettojen välisillä toimitusehdoilla ja ajoneuvon ominaisuuksilla.

"On osoittautunut, että ponneaineoptimaalinen on päästä ilmakehään nostovektori osoittamalla alaspäin, joten ajoneuvo sukeltaa. Sitten juuri oikealla hetkellä ajan tai nopeuden perusteella vaihda nostaaksesi, jotta ajoneuvo vetäytyy ja lentää matalalla korkeudella ", Putnam sanoi.

"Tämä antaa ajoneuvolle mahdollisuuden viettää enemmän aikaa matalalla lentämisellä, missä ilmakehän tiheys on suurempi. Tämä lisää vastusta ja vähentää laskeutuvien moottoreiden poistaman energian määrää."


Katso video: Strateginen johtaminen ja muutoksen johtaminen (Tammikuu 2022).