Tallerken for tungtransport til Mars

NASA har prøvd ut ny teknologi for å myklande tyngre farkoster på den røde planet.

Etter forsøket 28. juni heises NASAs nye varmeskjold Low-Density Supersonic Decelerator opp i skipet Kahana etter landing i Stillehavet ved Hawaii. (Foto: NASA/JPL-Caltech)
Etter forsøket 28. juni heises NASAs nye varmeskjold Low-Density Supersonic Decelerator opp i skipet Kahana etter landing i Stillehavet ved Hawaii. (Foto: NASA/JPL-Caltech)

Den ser ut som en flygende tallerken, men kan ikke fly. Snarere er den laget for å bremse opp framtidige romfartøy for myklanding på planeten Mars.

Nå er den første testen av tallerkenen delvis vellykket gjennomført i Stillehavet ved Hawaii.

Tyngre romsonder til Mars

- NASAs Low-Density Supersonic Decelerator (LDSD) kan være en løsning for å lande tyngre romfartøyer på den røde planet, sier romfartsekspert Erik Tandberg til forskning.no.

- LDSD er en av de mer lovende idéene, men andre løsninger kan dukke opp også, kommenterer han.

LDSD kan løse et problem som hittil har lagt begrensninger på vekten til marssondene: Hvordan bremse dem opp når atmosfæren er så tynn?

Mars har nemlig en atmosfære som er mye tynnere enn jordas. Det lave trykket på Mars betyr at friksjonen fra luftmolekylene, og dermed bremseeffekten, blir mye mindre.

Jo tyngre romskipet blir, desto mer dramatisk øker dette problemet.  Ved overflaten til Mars er ikke lufttrykket høyere enn øverst i jordas stratosfære.

- Lufttrykket er mindre en en hundredel av trykket på jordas overflate, sier Tandberg.

Opp med ballong og rakett

Video fra SpaceVids som viser hvordan ballongen med LDSD blir sendt opp fra U.S. Navy's Pacific Missile Range Facility i Kauai, Hawaii.

Dette var nettopp den høyden som forsøket over Hawaii ble gjennomført på. Den 28. juni om kvelden norsk tid ble tallerkenen LDSD løftet til værs med en heliumballong.

Ballongen kunne løfte LDSD omtrent midt inn i stratosfæren, rundt 37 kilometer over havet. Så ble tallerkenen sluppet, og en rakett sendte den videre oppover.

Denne raketten vil selvfølgelig ikke være der hvis LDSD tas i bruk på framtidige marsferder. Den var bare nødvendig i forsøket for å få tallerkenen helt opp til nesten 55 kilometers høyde.

Oppblåsbar krage

Her ble tallerkenen sluppet, og falt fritt ned mot jorda i et lufttrykk tilsvarende trykket nær overflaten til Mars. Farten økte til nesten fire ganger lydens hastighet.

Så ble den nye teknologien i tallerkenen prøvet ut. En oppblåsbar krage rundt varmeskjoldet ble raskt blåst opp.

Kragen økte bremsearealet uten å veie mye. Det er en viktig fordel på romferder, der hver kilo mindre betyr drivstoff spart.

Illustrasjonen viser hvordan NASAs Low-Density Supersonic Decelerator (LDSD) ble sendt opp med rakett til 55 kilometers høyde over Hawaii for utprøving den 28. juni 2014. Teknologien skal brukes til å myklande tyngre nyttelaster på Mars, der lufttrykket er så lavt at oppbremsingen blir svakere enn på jorda. (Foto: (Illustrasjon: NASA/JPL))
Illustrasjonen viser hvordan NASAs Low-Density Supersonic Decelerator (LDSD) ble sendt opp med rakett til 55 kilometers høyde over Hawaii for utprøving den 28. juni 2014. Teknologien skal brukes til å myklande tyngre nyttelaster på Mars, der lufttrykket er så lavt at oppbremsingen blir svakere enn på jorda. (Foto: (Illustrasjon: NASA/JPL))

Problemer med fallskjerm

Ved to ganger lydens hastighet ble så en enorm fallskjerm med diameter på over 30 meter utløst.

- Tidligere marsferder har også hatt fallskjermer ved tilsvarende hastigheter, men ikke så store, opplyser Tandberg.

Fallskjermen foldet seg ikke ut som ventet, ifølge en nyhetsmelding fra NASA. Likevel anser forskerne i NASA dette første av tre forsøk som vellykket.

Rakettløs oppbremsing

Med LDSD kan nyttelaster helt opp mot tre tonn bremses opp og myklandes på overflaten til Mars. Tidligere romsonder har ikke kunnet veie mer enn rundt ett tonn.

Tallerkenen LDSD løser også flere problemer for konstruktørene av framtidige marssonder.

Den effektive oppbremsingen gjør det mulig å sende romsondene til Mars uten å bremse dem opp med raketter.

- Tidligere marssonder har trengt raketter, sier Tandberg.

- Noen har brukt raketter etter at varmeskjold og fallskjerm har gjort sitt . Ett eksempel er marsbilen Curiosity. Den ble firt ned fra en rakettplattform i lav høyde, forteller Tandberg.

Uten raketter til oppbremsing kan vekten av drivstoff og rakettmotorer spares, og heller brukes til verdifull nyttelast.

- Dessuten risikerer man ikke at overflaten forandres kjemisk av motorene hvis de tennes nær landingsstedet.

- Dette er spesielt viktig hvis romsonden ikke kan kjøre vekk fra landingsstedet, slik som Vikingsondene på 1970-tallet, supplerer Tandberg.

Bildet viser hvordan raketten fyres av for å bringe Low-Density Supersonic Decelerator opp i 55 kilometers høyde, i øvre lag av stratosfæren. Ballongen skimtes også. (Foto: NASA/JPL-Caltech)
Bildet viser hvordan raketten fyres av for å bringe Low-Density Supersonic Decelerator opp i 55 kilometers høyde, i øvre lag av stratosfæren. Ballongen skimtes også. (Foto: NASA/JPL-Caltech)

Høyere og mer presis landing

Bedre oppbremsing gjør det også mulig å myklande romskip høyere opp i terrenget. Mars har fjell som er to og en halv gang så høye som Mount Everest. Disse områdene har hittil vært utilgjengelige for landsetting og utforsking.

LDSD vil også gi en mer presis landing enn andre metoder, for eksempel den som ble brukt da marsbilene Spirit og Opportunity landet i 2004.

Da tumlet de ned på overflaten, beskyttet av store oppblåsbare støtputer. Med LDSD kan presisjonen for landingsstedet bli over tre ganger bedre, ned til tre kilometer.

Lenker:

Nyhetsmelding fra NASA om forsøket 28. juni 2014

Informasjon fra NASA om Low-Density Supersonic Decelerator (LDSD)

Powered by Labrador CMS