A kutatók a Mars leszállását szimulálják

Milyen hatással van a Vörös Bolygó egzotikus légköre a leszállókapszulára?

ExoMars kapszula a szélcsatornában: Az Európai Űrügynökség (ESA) nevében végzett kísérleteket a Göttingeni Nagy-entalpia csatornában végzik, amely az egyik legfontosabb nagyléptékű létesítmény a hiperszonikus és a visszatérő űrhajók vizsgálatához. A szén-dioxid közel 16 000 kilométer / óra sebességgel áramlik a leszállókapszula modellje körül. Ez a forgatókönyv a kapszula repülési helyzetét szimulálja a Marsatmophere-ben 40 km-rel a felszín felett. A vizsgálati létesítményben 6000 Celsius fokos hőmérsékletet hoznak létre - melegebb, mint a nap felszíne. © DLR
felolvasta

A Föld az egyetlen hely a Naprendszerünkben, ahol élő szervezetek képződtek? Van-e például élet a Marson? 2016-tól kezdve ezek a kérdések tisztázják az „ExoMars” európai űrmissziót. A göttingeni tudósok már egy speciális szélcsatornában szimulálják a marsi légkört. Megvizsgálják, hogy a vörös bolygó egzotikus légköre milyen hatással van a rajta repülő leszállókapszulára.

"A marsi légkör teljesen különbözik a föld levegőjétől" - mondja Klaus Hannemann, a Német Repülési Központ (DLR). 95% szén-dioxidból áll és nagyon vékony. Ha egy leszálló kapszula több hangsebességgel repül át a marsi légkörben, akkor olyan effektusok lépnek fel, amelyeket szorosan meg kell vizsgálni.

A kapszula hővédő pajzsa az akkumulátoron

A tudósok szerint a rendkívül magas hőmérsékletek kémiai reakciókat okoznak, amelyek megváltoztatják a gáz tulajdonságait: a szén-dioxid lebontja annak molekuláris összetevőit. "Ez befolyásolhatja a kapszula nyomáseloszlását és így befolyásolhatja az aerodinamikai viselkedést" - magyarázza Hannemann. A vizsgálatok másik fontos szempontja a kapszula hővédő pajzsának rendkívül magas hőterheléseinek meghatározása.

Forróbb, mint a nap

Az ESA Európai Űrügynökség megbízásából a kísérleteket a Göttingeni Nagy-entalpiás csatornában hajtják végre, amely az egyik legfontosabb nagyszabású kutatási létesítmény a hiperszonikus és a visszatérő űrhajók számára. A 62 méter hosszú szélcsatornában egy dugattyú először összenyomja a hajtógázt, mint egy hatalmas légszivattyúban. Egy acél membrán felrobbantása után egy erős ütési hullám összenyomja és melegíti a szén-dioxidot, mielőtt másodpercenként 4, 4 kilométerre gyorsulna egy szélcsatorna fúvókájában. Ez majdnem 16 000 kilométer óránként.

Ezután a gáz áramlik a leszálló kapszula egy modellje körül. Ez a forgatókönyv a kapszula repülési helyzetét szimulálja a Marsatmophere-ben 40 km-rel a felszín felett. A kutatók szerint a vizsgált létesítményben 6000 Celsius fokos hőmérséklet magasabb, mint a nap felszíne. kijelző

Különösen kritikus pontként azonosították a leszálló kapszula szárát: Klaus Hannemann (balra) és Jan Martinez Schramm a szélcsatorna modelljében. DLR

A villogás sűrűségbeli különbségeket tartalmaz

"A kísérlet megfigyelésekor olyan jelenséget használunk, amelyet mindenki tud: a levegő pislogása egy forró nyári úton" - magyarázza Jan Martinez Schramm, ki vezeti a kísérleteket. Melegítéskor megváltozik a levegő sűrűsége - és ezzel a fénytörés módja is.

A gttingeni tudósok arra következtethetnek, hogy a szélcsatornában a gáz villog, az úgynevezett csíkok - a sűrűségi különbségekre. Meghatározták a Mars kapszula egy különösen kritikus pontját: a szigorúságot. "Ez áramlás megszakadásához és nagyon nagy hőterheléshez vezethet" - mondja Hannemann.

Két részből álló küldetés

További kísérletekben a Mars leszállási kapszula modelljét felfüggesztik a szélcsatorna alján, hogy meghatározzák az rajta ható erők. Ezután csapja rá a forró gázt, égesse el az F undden készüléket, és a modell néhány másodpercig úszik szabad repülés közben. Hosszabb ideig nem szükséges, mert a mérés a magas entalpia csatornában csak egy milliszekundum, azaz egy másodperced ezred.

Az ESA ExoMars küldetése nemrégiben frissült. A jelenlegi tervek szerint az ESA 2016-ban külön küldetésen akarja szállni egy leszállási kapszulával a Mars felszínén és tudományos kísérleteket végezni. Ugyanakkor feltételezhető, hogy egy keringő kering a Marson, hogy biztosítsa a kommunikációt a Földdel. Ez is a NASA-t fogja használni. 2018-ban, a NASA vezetése alatt, egy európai rover fúróval kerül le, hogy megvizsgálja a talajt a Marson.

(Német Űrközpont (DLR), 2009.10.28. - DLO)