Pytanie:
Jakie są wady spadochronu + poduszki powietrznej do lądowania atmosferycznego w porównaniu z rakietą?
SF.
2013-07-24 16:10:18 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Po sukcesie Sojournera, powtórzonym przez Spirit i Opportunity, wydawało się, że opracowaliśmy odporny na awarie system lądowania atmosferycznego dla naszych sond: bardzo niewiele rzeczy może się nie udać w systemie lądowania spadochron + poduszka powietrzna. Większość z nich jest pasywna i samostabilizująca się / samoobronna.

A potem wracamy do rakietowego układu hamulcowego, który, przynajmniej dla mnie, wydaje się czekającym na wypadek wypadkiem. Jeden z silników nie odpala, czujniki stabilizujące psują się, siła ciągu jest zła, linka rozłącza się zbyt wcześnie, a tysiące innych możliwych awarii wydaje mi się raczej niebezpieczne. Dlaczego więc to rozwiązanie preferuje lądowanie ze spadochronem na planetach z atmosferą?

Również w związku z Twoim [innym pytaniem] (http://space.stackexchange.com/questions/715/does-mars-space-suit-have-to-be-pressurized) spadochrony nie działają zbyt dobrze w niskiej atmosferze środowiskach.
Dwa odpowiedzi:
#1
+17
Nicholas Shanks
2013-07-24 16:47:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

To całkiem proste. Nowy łazik Mars Science Laboratory jest zbyt ciężki, aby przetrwać lądowanie z poduszką powietrzną. Same poduszki powietrzne są wykonane z tkaniny i musiały zostać wzmocnione na potrzeby projektu Mars Exploration Rovers. W komorze próżniowej w Plum Brook znajduje się kilka fajnych filmów wideo przedstawiających JPL w komorze próżniowej w Plum Brook, niszczących poduszki powietrzne z czasów Sojournera podczas testowania ich przy prędkościach wejściowych i masach MER, wraz z wynikami: http: // trs-new. jpl.nasa.gov/dspace/bitstream/2014/38594/1/04-1350.pdf. To ograniczyło używane materiały (w tym kevlar) do granic możliwości, a NASA / JPL wiedziały, że nie będą w stanie używać tego systemu z lądownikiem wielkości MSL.

Zobacz także Jakie problemy doprowadziły do ​​użycia systemu Sky Crane używanego przez Curiosity?

Zastanawiam się, jak opłacalne byłoby dostarczenie kilku mniejszych łazików, każdy o innym profilu, uzupełniających się sprzętowo.
@SF. mikroboty scattershot: http://www.space.com/324-microbot-madness-hopping-planetary-exploration.html
Na MSL znajduje się kilka elementów użytkowych, które same w sobie nie pasowałyby do MER, gdzie tylko jeden jest system pobierania próbek, drugi jest spektrometr mas.
#2
+12
Mark Adler
2013-07-27 04:42:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Po pierwsze, wiele może się nie udać z systemem lądowania spadochron + poduszka powietrzna. Po drugie, systemy Mars Pathfinder / Mars Exploration Rover również wymagały wystrzelenia rakiet tuż przed dotarciem na ziemię. W tym przypadku były to silniki rakietowe na paliwo stałe w porównaniu z dławionymi silnikami jednośmigłowymi na paliwo ciekłe używane przez Mars Science Laboratory. Po trzecie, wszystkie systemy wykorzystują spadochron.

Po pierwsze, system lądowania poduszki powietrznej jest podatny na rozerwanie worków przy uderzeniu o naturalną powierzchnię ze skałami. Lub nawet bez kamieni, jeśli uderzysz wystarczająco mocno. Rakiety stałe wystrzeliwane przy końcowym zniżaniu zapewniają jedynie zgrubną kontrolę nad prędkością uderzenia, dlatego potrzebne były poduszki powietrzne. Było to podejście do opracowania niedrogiego systemu lądowania na Marsie, który nie wymagałby droższych silników z przepustnicą ani bardziej wydajnego radaru lądowania, który byłby potrzebny do dokładniejszej kontroli prędkości uderzenia. Chociaż są tańsze, poduszki powietrzne mogą zostać usunięte przez bardzo szorstką powierzchnię, wysokie prędkości poziome spowodowane wiatrem lub dużą całkowitą prędkość uderzenia z powodu podszywania się radaru, na przykład z różnych terenów, takich jak mesa.

Kiedy po raz pierwszy zaproponowano, system poduszki powietrznej nie był postrzegany jako solidny, ale raczej niezwykle ryzykowny ze względu na prędkość uderzenia, liczbę uderzeń (zastąpmy jedno lądowanie trzydziestoma!) i związane z tym przyspieszenia. I po prostu wyglądało to szalenie. Ryzyko to zostało zaakceptowane w celu obniżenia kosztów.

Ostatecznie system zadziałał, z pewnymi zmianami w MER w stosunku do MPF, aby poprawić niezawodność, kompensując niektóre efekty wiatru i znacznie wzmacniając poduszki powietrzne. Zabawne jest to, że zanim poleci, wszyscy mówią, że to szaleństwo i nigdy nie zadziała. Po tym, jak leci i działa, a ty próbujesz zrobić coś innego, teraz nowa rzecz jest szalona i wszyscy pytają, dlaczego nie używasz tego naprawdę solidnego systemu poduszek powietrznych? Idź do dzieła.

Jak wspomniano, system lądowania z poduszką powietrzną nie skaluje się dobrze przy zwiększaniu łazika ze 170 kg do 900 kg. Jedynym sposobem, aby system poduszek powietrznych działał w tej skali, byłoby zmniejszenie prędkości lądowania. Więc bierzemy łazik i poduszki powietrzne wiszące na uwięzi w MER i zastępujemy stałe rakiety u szczytu uwięzi dławikami hydrazynowymi i zastępujemy radar wysokościomierza radarem dopplerowskim dla lepszej kontroli prędkości uderzenia. Po wykonaniu tych czynności można radykalnie zmniejszyć prędkość lądowania. Do tego stopnia, że ​​możesz całkowicie wyeliminować poduszki powietrzne! Możesz nawet wyeliminować konstrukcję lądownika, co pozwala uniknąć konieczności zdejmowania łazika z lądownika, aby rozpocząć misję. Musisz wzmocnić koła i zawieszenie, aby służyły jako podwozie, ale to dobra cena za pozbycie się wszystkich innych rzeczy. Voila. Masz żuraw powietrzny.

Jeśli chcesz, aby system lądowania był jak najbardziej niezawodny, zmniejsz prędkość uderzenia tak bardzo, jak to możliwe. Złożoność wymagana do obniżenia prędkości nie powoduje z natury rzeczy zawodnej. Oznacza to po prostu, że będzie Cię kosztować więcej, aby był niezawodny. W zamian możesz uczynić lądowanie znacznie mniej wrażliwym na warunki atmosferyczne i powierzchniowe, nad którymi nie masz kontroli. Ogólnie rzecz biorąc, system lądowania MSL jest znacznie bardziej niezawodny.



To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...