Πρώτη δοκιμή του «ιπτάμενου δίσκου» της NASA. First LDSD Test Flight a Success

Από την προετοιμασία του LDSD πριν από τη δοκιμή. A saucer-shaped test vehicle holding equipment for landing large payloads on Mars is shown in the Missile Assembly Building at the US Navy's Pacific Missile Range Facility in Kaua‘i, Hawaii. The vehicle, part of the Low-Density Supersonic Decelerator project, will test an inflatable decelerator and a parachute at high altitudes and speeds over the Pacific Missile Range this June. A balloon will lift the vehicle to high altitudes, where a rocket will take it even higher to the top of the stratosphere at several times the speed of sound. This image was taken during a "hang-angle" measurement, in which engineers set the vehicle's rocket motor to the appropriate angle for the high-altitude test. The nozzle and the lower half of the Star-48 solid rocket motor are the dark objects seen in the middle of the image below the saucer. Image Credit: NASA/JPL-Caltech

Πώς θα μπορέσουν να προσεδαφιστούν στον Άρη τα βαρύτερα διαστημικά σκάφη των επόμενων δεκαετιών; Με τη βοήθεια ενός «ιπτάμενου δίσκου» που φουσκώνει κατά την είσοδο στην ατμόσφαιρα. Η πρώτη δοκιμή του LDSD, του «υπερηχητικού επιβραδυντή χαμηλής πυκνότητας» της NASA πραγματοποιήθηκε τα ξημερώματα της Κυριακής έξω από τη Χαβάη.

Η δοκιμή

Hours after the June 28, 2014, test of NASA's Low-Density Supersonic Decelerator over the U.S. Navy's Pacific Missile Range, the saucer-shaped test vehicle is lifted aboard the Kahana recovery vessel. Image Credit: NASA/JPL-Caltech

Αν και το πρώτο μέρος της δοκιμής εξελίχθηκε ομαλά, το δεύτερο μέρος του τεστ, η ανάπτυξη του τεράστιου αλεξιπτώτου του σκάφους, δεν εξελίχθηκε όπως είχε υπολογιστεί. Εντούτοις, αυτό δεν θεωρείται σημαντικό πρόβλημα από τους μηχανικούς της NASA.

Ένα βασικό πρόβλημα στις αποστολές που προσεδαφίζονται στον Άρη είναι ότι το σκάφος πρέπει να επιβραδύνει απότομα στην ατμόσφαιρα και να ακουμπήσει μαλακά στην επιφάνεια. Και, όσο μεγαλύτερο και βαρύτερο είναι το σκάφος, τόσο πιο δύσκολο είναι να επιβραδυνθεί.

Οι σημερινές τεχνολογίες επιβράδυνσης βασίζονται σε αλεξίπτωτα και αναπτύχθηκαν τη δεκαετία του 1970 για τα δίδυμα σκάφη Viking που προσεδαφίστηκαν στον Άρη. Η τεχνολογία αυτή αρκεί για την προσεδάφιση φορτίων με βάρος το πολύ 1,5 τόνο, όπως συνέβη και με το ρομπότ Curiosity που έφτασε στον κόκκινο πλανήτη το 2012.

The saucer-shaped test vehicle for NASA's Low-Density Supersonic Decelerator (LDSD) will undergo a series of events in the skies above Hawaii, with the ultimate goal of testing future landing technologies for Mars missions. Image Credit: NASA/JPL-Caltech

Για την αύξηση του βάρους μέχρι τους 3 τόνους η NASA ανέπτυξε το LDSD, ένα σκάφος δοκιμών που ενσωματώνει δύο νέες τεχνολογίες: ένα γιγάντιο μπαλόνι σε σχήμα ντόνατ που φουσκώνει απότομα σε μεγάλο ύψος για να αυξήσει την επιφάνεια και την αεροδυναμική αντίσταση του σκάφους· και ένα αλεξίπτωτο που μπορεί να αναπτυχθεί όσο το σκάφος κινείται ακόμα με υπερηχητικές ταχύτητες.

Η δοκιμή της Κυριακής ξεκίνησε από βάση του αμερικανικού ναυτικού στο Καουάι της Χαβάης το πρωί τοπική ώρα. Το LDSD, ένας δίσκος διαμέτρου έξι μέτρων, μεταφέρθηκε σε ύψος 120.000 ποδών (36,5 χιλιόμετρα) κρεμασμένο από ένα αερόστατο ήλιου, αρκετά μεγάλο για να τυλίξει ολόκληρο ποδοσφαιρικό δίδυμο.

The test vehicle for NASA's Low-Density Supersonic Decelerator rides on a balloon to high altitudes above Hawaii. Image Credit: NASA/JPL-Caltech

Έπειτα από την πολύωρη άνοδο, το LDSD απελευθερώθηκε και αφέθηκε να πέσει ελεύθερα για ενάμισι δευτερόλεπτο. Τέσσερις μικροί πυραυλοκινητήρες πυροδοτήθηκαν για να αναγκάσουν το δίσκο να περιστραφεί και να σταθεροποιηθεί γυροσκοπικά. Μισό δευτερόλεπτο αργότερα, ο κύριος πυραυλοκινητήρας πυροδοτήθηκε για να μεταφέρει το όχημα στο όριο της στρατόσφαιρας, σε ύψος 180.000 ποδών (54 χιλιόμετρα) εκεί όπου η πυκνότητα του αέρα είναι συγκρίσιμη με την πυκνότητα της αρειανής ατμόσφαιρας σε μικρότερα υψόμετρα.

Η πτώση

The LDSD test vehicle is unseen at the tip of the slash-like contrail at the upper left of this image. Just to the right of the contrail, and about a third of the way up, is the balloon that carried the saucer. Image Credit: NASA/JPL-Caltech

Σε ελεύθερη πτώση, ο δίσκος επιτάχυνε μέχρι τα Mach 3,8, οπότε ενεργοποιήθηκε το πρώτο από τα δύο συστήματα επιβράδυνσης, το μπαλόνι σε σχήμα ντόνατ. Με το μέγεθός του να έχει αυξηθεί δραστικά, ο δίσκος επιβραδύνθηκε γρήγορα στα Mach 2,5. Σε αυτή τη φάση ενεργοποιήθηκε και το δεύτερο σύστημα (SIAD), το μεγαλύτερο υπερηχητικό αλεξίπτωτο που έχει δοκιμαστεί ποτέ, διαμέτρου 33,5 μέτρων. Εντούτοις, δεν εξελίχθηκαν όλα τέλεια.

Two members of the Navy's Explosive Ordinance Disposal team swim towards the pilot ballute (a combination balloon and parachute used for braking at high altitudes and speeds) that was used to deploy the parachute. The recovery vessel  Mana'o II is in the background. Image Credit: NASA/JPL-Caltech

Το SIAD φούσκωσε όπως είχε σχεδιαστεί, αλλά δεν αναπτύχθηκε σύμφωνα με τα σχέδια. Οι μηχανικοί της NASA υποβαθμίζουν το πρόβλημα, αλλά δεν έχουν δώσουν προς το παρόν λεπτομέρειες, μέχρι να γίνει ανάλυση των στοιχείων. Περίπου 45 λεπτά αργότερα, ο δίσκος έπεσε ελεγχόμενα στον Ειρηνικό Ωκεανό. Η ανάκτηση του σκάφους και του αλεξίπτωτου -συνεπώς και των δεδομένων- από πλοίο μπορεί να χρειαστεί μία ημέρα για να ολοκληρωθεί. Η NASA προγραμματίζει μια ακόμα δοκιμή της τεχνολογίας το 2015 με την προοπτική να την αξιοποιήσει σε αποστολές στον Άρη από το 2020.