Editörün notu: Bu konuk gönderi uzay bilimi ve teknolojisini takip eden bir elektrik mühendisi Andy Tomaswick tarafından yazılmıştır.
Mars'a gelecekteki insanlı görevlerin teknik olarak en zor görevlerinden biri, astronotları güvenli bir şekilde yere indirmektir. Uzayda kısa bir yolculuk için gereken yüksek hız ve daha hafif Mars atmosferi kombinasyonu, şimdiye kadar sadece robotik uzay aracı için çözülmüş bir aerodinamik problemi yaratıyor. İnsanlar bir gün Mars'ın tozlu yüzeyinde yürürlerse, önce daha iyi Giriş İniş ve İniş (EDL) teknolojileri geliştirmemiz gerekecek.
Bu teknolojiler, EDL sorununu çözebilecek teknolojilerdeki en son gelişmelere odaklanan, 12-14 Haziran tarihlerinde Houston'da düzenlenen Lunar Planet Institute (LPI), Mars Keşif Kavramları ve Yaklaşımları konferansının son toplantısının bir parçası.
Toplantıda sunulan çok sayıda teknolojiden çoğu, birkaç farklı strateji içeren çok katmanlı bir sistem içeriyordu. Bu katmanları dolduracak farklı teknolojiler kısmen göreve bağlıdır ve hepsinin daha fazla teste ihtiyacı vardır. En yaygın olarak tartışılan üç tanesi Hipersonik Şişme Aerodinamik Yavaşlatıcılar (HIAD'ler), Süpersonik Retro Tahrik (SRP) ve çeşitli aerobraking biçimleridir.
HIAD'ler esasen büyük ısı kalkanlarıdır, uzay uçuşunun son 50 yılında yaygın olarak kullanılan birçok insanlı yeniden giriş kapsülü türleridir. Gezici gemiyi makul bir hıza yavaşlatmak için bir gezegenin atmosferi boyunca yeterli sürükleme oluşturmak için geniş bir yüzey alanı kullanarak çalışırlar. Bu strateji Dünya'da yıllardır çok iyi çalıştığı için teknolojiyi Mars'a çevirmek doğaldır. Çeviri ile ilgili bir sorun var.
HIAD'ler, gemiyi yavaşlatma yeteneği için hava direncine güveniyor. Mars, Dünya'dan çok daha ince bir atmosfere sahip olduğundan, bu direnç, yeniden girmenin yavaşlamasında neredeyse etkili değildir. Etkinlikteki bu düşüş nedeniyle, HIAD'ler sadece diğer teknolojilerle kullanım için düşünülmektedir. Isı kalkanı olarak da kullanıldığından, hava sürtünmesi bazı yüzeylerde büyük ısınmaya neden olduğunda, yeniden girişin başlangıcında gemiye bağlanmalıdır. Araç ısıtmanın artık sorun olmadığı bir hıza düştüğünde, diğer teknolojilerin frenleme sürecinin geri kalanını devralmasına izin vermek için HIAD serbest bırakılır.
Bu diğer teknolojilerden biri de SRP. Birçok şemada, HIAD serbest bırakıldıktan sonra SRP, gemiyi yavaşlatmaktan öncelikle sorumlu olur. SRP, bilim kurguda yaygın olarak bulunan iniş teknolojisi türüdür. Genel fikir çok basit. Uzay aracını Dünya'daki hızdan kaçmak için hızlandıran aynı tür motorlar döndürülebilir ve bir hedefe ulaştıktan sonra bu hızı durdurmak için kullanılabilir. Gemiyi yavaşlatmak için ya yeniden girişte orijinal roket güçlendiricileri çevirin ya da sadece iniş sırasında kullanılacak ileriye dönük roketler tasarlayın. Bu strateji için gereken kimyasal roket teknolojisi zaten iyi anlaşılmıştır, ancak roket motorları süpersonik hızlarda seyahat ederken farklı çalışır. Bu hızların stresiyle baş edebilecek motorlar tasarlamak için daha fazla test yapılmalıdır. SRP'ler aynı zamanda geminin Mars'a olan tüm mesafeyi taşıması gereken yakıt kullanır, bu da yolculuğunu daha pahalı hale getirir. Çoğu stratejinin SRP'leri de iniş sırasında bir noktada tartışılır. Bir iniş alanına alev direğini takip ederken ağırlık düşmesi ve kontrollü bir inişin zorluğu bu karara yol açmaya yardımcı olur.
SRP güçlendiricileri düştüğünde, çoğu tasarımda bir aerobraking teknolojisi devralacaktı. Konferansta yaygın olarak tartışılan bir teknoloji balistik, bir kombinasyon balon ve paraşüt oldu. Bu teknolojinin arkasındaki fikir, iniş gemisinin yanından geçen havayı yakalamak ve gemiye bağlanmış bir balyayı doldurmak için kullanmaktır. Balyanın içine fırlayan havanın sıkıştırılması, gazın ısınmasına neden olarak, Dünya'da kullanılanlara benzer kaldırma özelliklerine sahip bir sıcak hava balonu yaratacaktır. Balyanın içine yeterince hava aktığı varsayılarak, iniş gemisini Mars yüzeyinde hafifçe düşürmek için gereken son yavaşlamayı sağlayabilir, bu da yük üzerinde minimum stres oluşturur. Bununla birlikte, bu teknolojinin tekneyi yavaşlatacağı toplam miktar, yapısına enjekte edebileceği hava miktarına bağlıdır. Daha fazla hava ile daha büyük balute gelir ve balyanın yapıldığı malzeme üzerinde daha fazla stres oluşur. Bu hususlar dikkate alındığında, bağımsız bir EDL teknolojisi olarak kabul edilmez.
Bu stratejiler, bir insan misyonu tarafından Mars'a kullanılabilecek önerilen EDL yöntemlerinin yüzeyini çizmez. Yakında Mars'a inecek en yeni gezici olan merak, Sky Crane olarak bilinen benzersiz bir SRP formu da dahil olmak üzere birkaçını kullanıyor. Sistemlerinin sonuçları, LPI konferansındakiler gibi bilim insanlarının, gelecekte yapılacak Mars misyonları için hangi EDL teknolojileri paketinin en etkili olacağını belirlemelerine yardımcı olacaktır.
Potansiyel müşteri resim yazısı: Sanatçının bir uzay aracının atmosferik girişini yavaşlatan Hipersonik Şişme Aerodinamik Yavaşlatıcı konsepti. Kredi bilgileri: NASA
İkinci resim başlığı: Paraşüt açılmadan önce Mars atmosferine giriş sırasında aracı yavaşlatmak için süpersonik jetler bir uzay aracının önüne ateşlenir. Görüntü Mach 12'deki 4 adet süpersonik retropropülsiyon jeti ile Mars Bilim Laboratuarı'na aittir. Kredi bilgileri: NASA
Kaynak: LPI Kavramı ve Mars Keşfi Yaklaşımları
