הערת העורך: פוסט אורח זה נכתב על ידי אנדי תומסוויק, מהנדס חשמל העוקב אחר מדעי וטכנולוגיה בחלל.
אחת המשימות הקשות ביותר מבחינה טכנית של משימות מאוישות עתידיות למאדים היא להביא את האסטרונאוטים על הקרקע בבטחה. השילוב בין המהירות הגבוהה הדרושה לטיול קצר בחלל לבין האווירה המאדים הרבה יותר קלים יוצר בעיית אווירודינמיקה שנפתרה רק לחלליות רובוטיות עד כה. אם אנשים ילכו יום אחד על פני השטח המאובקים של מאדים, נצטרך לפתח תחילה טכנולוגיות טובות יותר של ירידה וכניסה (EDL).
טכנולוגיות אלה הן חלק מפגישה שהתקיימה לאחרונה במכון לונאר פלנטרי (LPI), ועידת המושגים וגישות לחקר מאדים, שהתקיימה בין התאריכים 12-14 ביוני ביוסטון, שהתרכזה בהתקדמות האחרונה בתחום הטכנולוגיות שעשויות לפתור את בעיית ה- EDL.
מבין ריבוי הטכנולוגיות שהוצגו בפגישה, נראה היה כי רובן כרוכות במערכת רב שכבתית הכוללת כמה אסטרטגיות שונות. הטכנולוגיות השונות שימלאו את אותם שכבות הינן תלויות בחלק מהייעוד וכולן עדיין צריכות בדיקות נוספות. שלושה מהדיונים הנפוצים ביותר היו מתנפחים אווירודינמיים היפרסוניים (HIADs), הנעה רטרו סופרסונית (SRP) וצורות שונות של הובלת אוויר.
HIADs הם למעשה מגני חום גדולים, הנמצאים בדרך כלל בסוגים רבים של כמוסות reentry מאוישות ששימשו בחמישים השנים האחרונות של טיסה בחלל. הם פועלים באמצעות שטח פנים גדול כדי ליצור גרירה מספקת באטמוספירה של כוכב לכת כדי להאט את כלי השיט הנוסע במהירות סבירה. מכיוון שאסטרטגיה זו עבדה כל כך טוב על כדור הארץ במשך שנים, טבעי לתרגם את הטכנולוגיה למאדים. עם זאת יש בעיה בתרגום.
מכשירי HIAD מסתמכים על התנגדות אוויר בגלל יכולתה להאט את כלי השיט. מכיוון שלמאדים יש אטמוספרה דקה בהרבה מכדור הארץ, ההתנגדות הזו אינה יעילה כמעט בהאטת הכניסה חזרה. בגלל ירידה זו ביעילות, HIADs נחשבים לשימוש רק עם טכנולוגיות אחרות. מכיוון שהוא משמש גם כמגן חום, עליו להיות מחובר לספינה בתחילת הכניסה המחודשת, כאשר חיכוך האוויר גורם לחימום מאסיבי בחלק מהמשטחים. לאחר שהרכב האט למהירות שבה החימום כבר אינו נושא, ה- HIAD משוחרר על מנת לאפשר לטכנולוגיות אחרות להשתלט על שאר תהליך הבלימה.
אחת מאותן טכנולוגיות אחרות היא SRP. בסכימות רבות, לאחר שחרור ה- HIAD, SRP הופכת להיות האחראית העיקרית להאטת כלי השיט. SRP הוא סוג טכנולוגיית הנחיתה הנפוצה במדע בדיוני. הרעיון הכללי פשוט מאוד. ניתן לסובב את אותם סוגים של מנועים שמאיצים את החללית כדי להימלט ממהירות על כדור הארץ ולהשתמש בהם כדי לעצור את המהירות הזו בהגעה ליעד. כדי להאט את הספינה, הפוך את מגברי הרקטות המקוריים עם הכניסה חזרה או תכנן רקטות הפונות קדימה שישמשו רק במהלך הנחיתה. טכנולוגיית הרקטות הכימיות הנחוצה לאסטרטגיה זו כבר מובנת היטב, אך מנועי הרקטות פועלים אחרת כאשר הם נוסעים במהירויות קוליות. יש לבצע בדיקות נוספות כדי לתכנן מנועים שיכולים להתמודד עם המתח של מהירות כזו. מכשירי SRP משתמשים גם בדלק, שהמלאכה תידרש לשאת את המרחק כולו למאדים, מה שהופך את מסעו ליותר יקר. SRPs של רוב האסטרטגיות קשורים גם הם בשלב כלשהו במהלך הירידה. משקל המשקל והקושי בירידה מבוקרת תוך כדי עמוד עמוד להבה לאתר נחיתה עוזרים להוביל לאותה החלטה.
ברגע שהמאיצים של ה- SRP ייפולו, ברוב העיצובים טכנולוגיית ההנשמה האווירית תשתלט. טכנולוגיה נפוצה בכנס הייתה הכדור, בלון ושילוב מצנח. הרעיון שמאחורי הטכנולוגיה הזו הוא לתפוס את האוויר שחולף על פני מלאכת הנחיתה ולהשתמש בו כדי למלא כדורי הקשור לכלי השיט. דחיסת האוויר שמהר לתוך הכדור יגרום להתחממות הגז, ולמעשה נוצר בלון אוויר חם שיהיה לו תכונות הרמה דומות לאלו המשמשות בכדור הארץ. בהנחה שמספיק אוויר יופץ לתוך הכדור, זה יכול לספק את ההאטה הסופית הדרושה בכדי להוריד בעדינות את כלי הנחיתה על משטח המאדים, עם לחץ מינימלי על עומס המשא. עם זאת, הסכום הכולל שהטכנולוגיה הזו תאט את כלי השיט תלוי בכמות האוויר שהיא יכולה להזרים למבנה שלה. עם יותר אוויר מגיע כדורי גדול יותר, ויותר לחצים על החומר ממנו עשוי הכדור. עם שיקולים אלה, זה לא נחשב כטכנולוגיית EDL עצמאית.
אסטרטגיות אלה בקושי מגרדות את פני השטח של שיטות EDL המוצעות בהן ניתן להשתמש במשימה אנושית למאדים. סקרנות, הכוכב החדש ביותר שנועד בקרוב לנחות על מאדים, משתמש בכמה, כולל צורה ייחודית של SRP המכונה מנוף השמים. תוצאות המערכות שלה יעזרו למדענים כמו אלה שבוועידת LPI לקבוע איזו חבילת טכנולוגיות EDL תהיה היעילה ביותר לכל משימות אנושיות עתידיות למאדים.
הוביל כיתוב תמונה: הרעיון של האמן לירידה מתנפחת היפרסונית מתנפחת האטת הכניסה האטמוספירה של חללית. אשראי: נאס"א
כיתוב תמונה שני: מטוסי קולי קולי נורים קדימה לחללית על מנת להאט את הרכב במהלך הכניסה לאווירה של המאדים לפני פריסת המצנח. התמונה היא של מעבדת המדע של מאדים במאך 12 עם 4 סילוני רטרו-פרופולסיה על-קוליים. אשראי: נאס"א
מקור: LPI מושג וגישות לחקירת מאדים
