The Conversation19 Feb 2021 12:26:54 PM
Catatan Editor: Kisah ini pertama kali diterbitkan pada 17 Februari 2021 dan telah diterbitkan ulang pada 19 Februari 2021 saat penjelajah Perseverance NASA berhasil mendarat di Mars.
Bulan ini adalah bulan yang sibuk untuk eksplorasi Mars. Beberapa negara mengirim misi ke planet merah pada Juni tahun lalu, memanfaatkan jendela peluncuran. Kebanyakan punya sekarang tiba setelah perjalanan delapan bulan mereka. Dalam beberapa hari ke depan, NASA akan tampil masuk langsung ke atmosfer Mars untuk mendaratkan penjelajah Perseverance di Kawah Jezero Mars. Ketekunan, tentang ukuran mobil, adalah muatan Mars terbesar – secara harfiah beratnya satu ton (di dunia). Setelah mendarat, penjelajah akan mencari tanda-tanda kehidupan purba dan mengumpulkan sampel untuk akhirnya dikembalikan ke Bumi.
NASA akan melakukan entri langsung dari atmosfer Mars untuk mendaratkan penjelajah Perseverance di Kawah Jezero Mars. Kredit gambar: NASA / JPL-Caltech
Misi tersebut akan menggunakan perangkat keras yang mirip dengan tahun 2012 Laboratorium Sains Mars Misi (MSL), yang mendaratkan penjelajah Curiosity, tetapi akan memiliki peningkatan tertentu termasuk peningkatan akurasi pendaratan penjelajah.
Pelayaran Curiosity memberikan banyak informasi tentang lingkungan seperti apa yang mungkin dihadapi Mars 2020 dan teknologi apa yang dibutuhkannya untuk bertahan hidup.
Mars: negeri paling asing
Karena Mars adalah lingkungan yang tidak bersahabat dan terpencil dengan atmosfer sekitar 100 kali lebih tipis dari Bumi, ada sedikit atmosfer yang digunakan pesawat ruang angkasa yang masuk untuk memperlambat aerodinamis.
Melainkan, selamat masuk ke Mars membutuhkan campuran kreatif dari aerodinamika, parasut, propulsi retro (menggunakan dorongan mesin untuk memperlambat pendaratan) dan seringkali kantung udara yang besar.
Profil entri Mars 2020, penurunan dan fase pendaratan Kredit gambar: NASA / JPL-Caltech
Selain itu, model cuaca Mars tidak diperbarui secara real time, jadi kami tidak tahu persis lingkungan apa yang akan dihadapi probe saat masuk. Peristiwa cuaca yang tidak terduga, terutama badai debu, adalah salah satu alasan akurasi pendaratan menderita sebelumnya misi.
Insinyur NASA menyebut entry, descent and landing phase (EDL) dari misi masuk Mars sebagai “tujuh menit teror“. Hanya dalam tujuh menit ada banyak cara entri bisa gagal.
Perlindungan termal
MSL 2012 pesawat ruang angkasa dilengkapi dengan pelindung panas berdiameter 4,5 meter yang melindungi kendaraan saat turun melalui atmosfer Mars.
Itu memasuki atmosfer Mars di sekitar 5,900m per detik. Ini hipersonik, yang artinya lebih dari lima kali kecepatan suara.
Mars 2020 akan serupa. Ini akan sangat bergantung pada sistem perlindungan termal, termasuk pelindung panas depan dan pelindung panas kulit belakang, untuk menghentikan aliran panas dari merusak penjelajah yang disimpan di dalam.
Pada kecepatan hipersonik, atmosfer Mars tidak akan bisa keluar dari jalur pesawat ruang angkasa dengan cukup cepat. Akibatnya, gelombang kejut yang kuat akan terbentuk di bagian depan.
Dalam hal ini, gas di depan kendaraan akan dikompresi dengan cepat, menyebabkan lonjakan besar dalam tekanan dan suhu antara gelombang kejut dan pelindung panas.
Aliran panas pasca-kejut memanaskan permukaan pelindung panas selama masuk, tetapi pelindung panas melindungi struktur internal dari panas ini.
Dalam foto adalah pelindung panas backshell Mars 2020 (latar depan) dan pelindung panas PICA utama (latar belakang). Kredit gambar: NASA / JPL-Caltech
Karena misi MSL 2012 dan Mars 2020 menggunakan muatan yang relatif lebih besar, pesawat ruang angkasa ini berisiko lebih tinggi mengalami panas berlebih selama fase masuk.
Tetapi MSL secara efektif menghindari masalah ini, sebagian besar berkat perisai panas yang dirancang khusus yang merupakan kendaraan Mars pertama yang menggunakan Phenolic Impregnated Carbon Ablator (PICA) NASA. bahan.
Bahan ini, yang juga digunakan oleh pesawat ruang angkasa Mars 2020, terbuat dari serat karbon cincang yang tertanam dalam a resin sintetis. Ini sangat ringan, dapat menyerap panas luar biasa dan merupakan isolator yang efektif.
Entri terpandu
Semua entri sebelum misi MSL 2012 telah diarahkan, artinya entri tersebut tidak dikontrol secara real-time oleh komputer penerbangan.
Sebaliknya, pesawat ruang angkasa itu dirancang untuk menabrak Mars “antarmuka entri”(125 km di atas tanah) dengan cara tertentu, sebelum mendarat kemanapun angin Mars membawa mereka. Dengan ini muncul ketidakpastian pendaratan yang signifikan.
Kesan artis ini menunjukkan pendorong yang mengontrol sudut pesawat ruang angkasa selama entri Mars MSL 2012. Mars 2020 akan menggunakan teknik yang sama. Kredit gambar: NASA / JPL-Caltech
Area ketidakpastian pendaratan disebut mendarat elips. Misi Viking Mars NASA tahun 1970-an diperkirakan memiliki elips pendaratan 280×100 km. Tapi baik MSL dan sekarang Mars 2020 dibangun untuk mengungguli upaya sebelumnya.
Misi MSL adalah entri Mars pertama yang dipandu. Versi yang ditingkatkan dari Komputer pemandu Apollo digunakan untuk mengontrol kendaraan secara real time untuk memastikan pendaratan yang akurat.
Dengan ini, MSL mengurangi perkiraan elips pendaratannya menjadi 20×6,5 km dan akhirnya mendarat saja 2 km dari targetnya. Jika beruntung, Mars 2020 akan meraih hasil serupa.
Dalam foto adalah berbagai lokasi pendaratan Mars NASA, termasuk situs pendaratan Perseverance yang diusulkan. Ketekunan diperkirakan akan mendarat di area yang relatif kurang jelas Image credit: NASA / JPL-Caltech
Terjun payung supersonik
Sebuah parasut akan digunakan untuk memperlambat pesawat luar angkasa Mars 2020, cukup untuk melakukan manuver pendaratan terakhir.
Dengan 21,5 juta diameternya, parasut akan menjadi yang terbesar yang pernah digunakan di Mars dan harus digunakan lebih cepat dari kecepatan suara.
Pesawat ruang angkasa turun setelah parasut dipasang. Kredit gambar: NASA / JPL-Caltech
Menggunakan parasut pada waktu yang tepat sangat penting untuk mencapai pendaratan yang akurat.
Teknologi baru yang disebut “pemicu rentang“Akan mengontrol waktu penyebaran parasut, berdasarkan posisi relatif pesawat ruang angkasa ke tempat pendaratan yang diinginkan.
Navigasi mutakhir
Sekitar 20 detik setelah parasut terbuka, pelindung panas akan terpisah dari pesawat ruang angkasa, mengekspos Ketekunan ke lingkungan Mars. Kamera dan sensornya dapat mulai mengumpulkan informasi saat mendekati tanah.
Penjelajah itu khusus navigasi relatif medan sistem akan membantunya mendarat dengan aman dengan mengalihkannya ke permukaan pendaratan yang stabil.
Ketekunan akan membandingkan peta yang dimuat sebelumnya dari situs pendaratan dengan gambar yang dikumpulkan selama penurunan cepat. Ia kemudian harus dapat mengidentifikasi landmark di bawah dan memperkirakan posisi relatifnya ke tanah hingga keakuratannya sekitar 40m.
Navigasi relatif medan jauh lebih unggul daripada metode yang digunakan untuk entri Mars sebelumnya. Pesawat ruang angkasa yang lebih tua harus bergantung pada perkiraan internal mereka sendiri tentang lokasi mereka selama masuk.
Dan tidak ada cara untuk mengkalibrasi ulang informasi ini secara efektif. Mereka hanya bisa menebak di mana mereka berada dengan akurasi sekitar 2-3 km saat mereka mendekati tanah.
Gol terakhir
Parasut yang membawa pesawat luar angkasa Mars 2020 hanya dapat memperlambatnya 320km per jam.
Untuk mendarat dengan selamat, pesawat ruang angkasa akan membuang parasut dan kulit belakang dan menggunakan roket yang menghadap ke tanah untuk turun ke final. 2,100 m. Ini disebut “retropropulsi”.
Penjelajah ketekunan ditempatkan di tanah Mars oleh skycrane Image credit: NASA / JPL-Caltech
Dan untuk menghindari penggunaan airbag untuk mendaratkan rover (seperti yang dilakukan dalam misi sebelum MSL), Mars 2020 akan menggunakan manuver “skycrane”; satu set kabel secara perlahan akan menurunkan Ketekunan ke tanah saat bersiap untuk operasi otonom.
Begitu Ketekunan merasakan rodanya aman di tanah, ia akan memotong kabel yang terhubung ke kendaraan yang turun (yang akan terbang dan jatuh di suatu tempat di kejauhan).
Dan dengan itu, tujuh menit teror akan berakhir.
Chris James, ARC DECRA Fellow, Pusat Hipersonik, Sekolah Teknik Mesin dan Pertambangan, Universitas Queensland
Artikel ini diterbitkan ulang dari The Conversation di bawah lisensi Creative Commons. Baca artikel aslinya.
Dipostingkan dari sumber : Togel Singapore 2020