Questão:
Quais são as desvantagens do pára-quedas + airbag para pouso atmosférico, em comparação com o foguete?
SF.
2013-07-24 16:10:18 UTC
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Depois do sucesso do Sojourner, repetido pela Spirit e Opportunity, parecia que tínhamos desenvolvido um sistema à prova de falhas para aterrissagem atmosférica para nossas sondas: há muito pouco que pode dar errado com o sistema de pouso pára-quedas + airbag. A maior parte é passiva e autoestabilizadora / autoprotetora.

E então estamos de volta ao sistema de frenagem baseado em foguetes, que, pelo menos para mim, parece um acidente esperando para acontecer. Um dos motores falha, os sensores de estabilização dão errado, a força de impulso está errada, a corda se desconecta muito cedo e milhares de outros possíveis pontos de falha parecem bastante perigosos para mim. Então, o que torna essa solução preferida ao pouso de pára-quedas em planetas com atmosfera?

Além disso, relacionado à sua [outra questão] (http://space.stackexchange.com/questions/715/does-mars-space-suit-have-to-be-pressurized) paraquedas não funcionam muito bem em baixa atmosfera ambientes.
Dois respostas:
#1
+17
Nicholas Shanks
2013-07-24 16:47:01 UTC
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É muito simples. O novo rover do Mars Science Laboratory é pesado demais para sobreviver a um pouso de airbag. Os próprios airbags são feitos de tecido e tiveram que ser reforçados para o projeto Mars Exploration Rovers. Existem alguns bons vídeos on-line do JPL na câmara de vácuo em Plum Brook destruindo alguns airbags da era Sojourner ao testá-los em velocidades e pesos de entrada MER, junto com os resultados: http: // trs-new. jpl.nasa.gov/dspace/bitstream/2014/38594/1/04-1350.pdf. Isso levou os materiais usados ​​(que incluíam kevlar) aos seus limites e a NASA / JPL sabia que não seria capaz de usar este sistema com um módulo de pouso do tamanho do MSL.

Consulte também Quais problemas levaram ao uso do sistema Sky Crane usado pelo Curiosity?

Eu me pergunto o quão viável seria entregar um monte de rovers menores, cada um com perfis diferentes, complementando-se no equipamento.
@SF. Microbots scattershot: http://www.space.com/324-microbot-madness-hopping-planetary-exploration.html
Existem vários elementos de carga útil no MSL que, cada um por si, não caberia em um MER, onde apenas o sistema de aquisição de amostra é um, o espectrômetro de massa é outro.
#2
+12
Mark Adler
2013-07-27 04:42:07 UTC
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Primeiro, há um lote que pode dar errado com um sistema de pouso de pára-quedas + air bag. Em segundo lugar, os sistemas Mars Pathfinder / Mars Exploration Rover também exigiam que os foguetes disparassem antes de atingir o solo. Nesse caso, eles eram motores de foguete sólidos em comparação com os motores monopropelentes líquidos estrangulados usados ​​pelo Mars Science Laboratory. Terceiro, todos os sistemas usam um pára-quedas.

No primeiro ponto, um sistema de pouso de air bag é vulnerável a rasgar os sacos em caso de impacto contra uma superfície natural com pedras. Ou mesmo sem pedras, se bater com força suficiente. Os foguetes sólidos disparados na descida terminal apenas fornecem controle aproximado sobre a velocidade do impacto, razão pela qual os airbags foram necessários. Foi uma abordagem para desenvolver um sistema de pouso em Marte de baixo custo que não exigisse propulsores estrangulados mais caros ou um radar de pouso mais capaz que seria necessário para um controle mais preciso sobre a velocidade de impacto. Embora sejam de baixo custo, os airbags podem ser retirados por uma superfície muito rugosa, altas velocidades horizontais devido ao vento ou uma alta velocidade total de impacto devido a falsificação de radar de, por exemplo, terrenos variados, como mesas.

Quando proposto pela primeira vez, o sistema de airbag não era visto como robusto, mas extremamente arriscado devido à velocidade do impacto, o número de impactos (vamos substituir um pouso por trinta!) e as acelerações associadas. E simplesmente parecia uma loucura. Esse risco foi aceito para reduzir o custo.

No final, o sistema funcionou, com algumas alterações no MER em relação ao MPF para melhorar a confiabilidade, compensando alguns efeitos do vento e endurecendo significativamente os airbags. O engraçado é que antes de voar todos dizem que é uma loucura e nunca vai funcionar. Depois que ele voa e funciona, e você tenta fazer outra coisa, agora a coisa nova é uma loucura e todos perguntam por que você não está usando aquele sistema de air bag realmente robusto? Vai entender.

Conforme observado, um sistema de pouso de air bag não se adapta bem ao aumentar o rover de 170 kg para 900 kg. A única maneira de fazer com que um sistema de air bag funcione nessa escala seria reduzir a velocidade de pouso. Então, você pega o rover e os airbags pendurados na corda no MER e substitui os foguetes sólidos no topo da corda por propulsores de hidrazina estrangulada e substitui o radar do altímetro por um radar doppler para melhor controle da velocidade de impacto. Depois de realizar essas etapas, você pode reduzir drasticamente a velocidade de pouso. Tanto que você pode eliminar totalmente os airbags! Você pode até mesmo eliminar a estrutura do módulo de pouso, o que evita ter que tirar o rover de um módulo de pouso para iniciar a missão. Você precisa endurecer as rodas e a suspensão para que sirvam como trem de pouso, mas esse é um preço feliz a pagar para se livrar de todas as outras coisas. Voila. Você tem o skycrane.

Se você quiser fazer um sistema de pouso o mais confiável possível, reduza a velocidade de impacto o máximo possível. A complexidade necessária para diminuir a velocidade não torna algo não confiável inerentemente. Significa apenas que custará mais para torná-lo confiável. Em troca, você pode tornar o pouso muito menos sensível aos ambientes atmosféricos e de superfície, sobre os quais você não tem controle. No geral, o sistema de pouso MSL é muito mais confiável.



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