#ExplorareMartiana: Intrarea, Coborârea şi Asolizarea - cea mai periculoasă fază a misiunii roverului Perseverance
Intrarea, Coborârea şi Asolizarea (EDL - "Entry, Descent, and Landing") este cea mai scurtă dar şi cea mai periculoasă fază a misiunii Mars 2020, ce are în prim-plan noul rover construit de NASA, Perseverance. Agenţia spaţială americană a prezentat o simulare a modului în care se va desfăşura faza EDL a acestei misiuni.
Această fază începe după ce vehiculul spaţial care transportă roverul ajunge la marginea atmosferei marţiene, deplasându-se cu viteza de aproximativ 20.000 km/h. Se va încheia aproximativ 7 minute mai târziu, când roverul Perseverance va fi depus la suprafaţa Planetei Roşii. Decelerarea în siguranţă de la viteza de intrare în atmosfera marţiană şi până la dispunerea roverului în siguranţă pe suprafaţa planetei, într-un interval de timp atât de scurt, este o provocare pentru orice agenţie spaţială.
Intrarea, Coborârea şi Asolizarea (EDL)
Asolizarea pe Marte este foarte dificilă. Doar aproximativ 40% dintre toate misiunile trimise spre Marte, de toate agenţiile spaţiale, au reuşit să execute cu succes această manevră. Sute de variabile trebuie să se alinieze perfect pentru succesul acestei operaţiuni. Mai mult decât atât, roverul Perseverance trebuie să se descurce complet singur. În faza de asolizare, este nevoie de peste 11 minute pentru ca un semnal radio emis de pe Marte să ajungă la Terra, astfel încât, în momentul în care NASA va afla că roverul a pătruns în atmosfera marţiană, acesta va fi deja la sol. Din acest motiv este imposibil de transmis comenzi pentru rover în timp real, pentru a reacţiona la o eventuală problemă întâmpinată în faza de EDL. Perseverance este pe cont propriu.
Ultimele pregătiri înainte de asolizare
Cu aproximativ 10 minute înainte de intrarea în atmosferă, vehiculul care transportă roverul iese din modul de croazieră, în care a călătorit de la Pământ la Marte, şi îşi decuplează panourile solare, antenele radio şi rezervoarele de combustibil folosite în această călătorie. Din acest vehicul va rămâne doar un înveliş de protecţie ca o scoică în care se află roverul. De asemenea, înainte de a intra în atmosferă, vehiculul îşi reorientează poziţia cu ajutorul unor mici propulsoare auxiliare, astfel încât să înfrunte atmosfera marţiană cu partea protejată de scutul termic.
Foto: (c) NASA / JPL-Caltech / scitechdaily.com
Trecerea prin atmosferă
Odată cu intrarea în amtosfera marţiană, frecarea de straturile atmosferice are ca afect decelerarea puternică a vehiculului, dar şi încălzirea sa. Momentul cel mai fierbinte va fi atins la aproximativ 80 de secunde după ce a intrat în atmosfera marţiană, când temperatura la suprafaţa scutului termic va atinge aproximativ 1.300 grade Celsius. Perseverance se va afla însă în siguranţă în scoica sa de protecţie, unde temperatura va fi similară celei dintr-un apartament.
În timp ce coboară prin atmosfera marţiană, vehiculul va întâlni pungi de aer cu densităţi diferite, care îi pot schimba poziţia de coborâre. Pentru a compensa aceste dezechilibre şi a-şi păstra poziţia, vehiculul va acţiona din nou, în mod automat, micile propulsoare pentru a se menţine cu scutul termic în poziţia corectă.
Foto: (c) NASA / JPL-Caltech / Ames / scitechdaily.com
Deschiderea paraşutei
Scutul termic şi frecarea de straturile atmosferice marţiene încetinesc vehiculul până la mai puţin de 1.600 km/h. De la această viteză poate fi deschisă paraşuta supersonică. Pentru ca paraşuta să fie activată la exact momentul oportun, Perseverance foloseşte o nouă tehnologie - denumită Range Trigger - pentru a calcula distanţa faţă de ţinta de asolizare astfel încât să deschidă paraşuta în momentul perfect pentru a atinge această ţintă.
Paraşuta, care are diametrul de 21,5 metri, va fi deschisă la aproximativ 240 de secunde după intrarea în atmosfera marţiană, la o altitudine de aproximativ 11 kilometri şi la o viteză de aproximativ 1.512 km/h.
Apropierea de punctul ţintă pentru asolizare
La 20 de secunde după deschiderea paraşutei, scutul termic se separă de corpul modulului de coborâre şi cade la suprafaţa lui Marte. Roverul Perseverance va intra în contact pentru prima oară cu atmosfera lui Marte, iar camere şi alte instrumente vor începe să analizeze zona de asolizare. Radarul pentru asolizare va trimite semnale spre suprafaţa marţiană pentru a calcula altitudinea la care se află vehiculul. Între timp, o altă tehnologie concepută pentru faza EDL - sistemul de navigaţie Terrain-Relative - porneşte automat.
Folosind o cameră specială pentru a identifica rapid caracteristicile suprafeţei de asolizare, roverul compară aceste date cu o hartă introdusă în computerul de bord pentru a determina exact unde va asoliza. Dacă computerul de bord va determina că perimetrul de asolizare nu este sigur, va alege cel mai sigur alt loc unde va putea asoliza, va face ajustările de direcţie şi se va pregăti pentru contactul cu solul.
Foto: (c) NASA / JPL-Caltech / scitechdaily.com
Coborârea cu retromotoare
În rarefiata atmosferă marţiană, paraşuta va putea încetini vehiculul până la viteza de aproximativ 320 km/h. Pentru a decelera suficient pentru ca roverul să nu fie distrus la impactul cu solul este necesară activarea unor retromotoare de rachetă, după ce paraşuta va fi desprinsă de rover.
Direct deasupra roverului, în scoica de protecţie în care s-a realizat plonjarea prin atmosfera marţiană, se află un sistem de decelerare cu motoare de rachetă. Acest sistem este similar unui jetpack şi dispune de 8 motoare de rachetă îndreptate în jos, spre sol. Odată ce vehiculul de asolizare ajunge la altitudinea de aproximativ 2.100 de metri, roverul se separă de scoica de protecţie şi sunt aprinse motoarele pentru decelerare şi contact cu solul la o viteză la care integritatea roverului nu este afectată. Din acest moment, roverul este ataşat doar de treapta de coborâre.
Odată ce viteza de coborâre a roverului va ajunge la aproximativ 2,7 km/h, cu 12 secunde înainte de contactul cu solul, la înălţimea de circa 20 de metri, se produce ultima manevră automată prin care treapta de coborâre lasă roverul să cadă, ţinut de un set de cabluri lungi de 6,4 metri. În acest moment roverul îşi blochează roţile în poziţia de asolizare. De îndată ce roverul "simte" solul sub roţi, legătura prin cabluri cu treapta de coborâre este tăiată, iar aceasta se îndepărtează şi se prăbuşeşte la o distanţă sigură de Perseverance.
Cunoscută drept "cele 7 minute de teroare", faza de Intrare, Coborâre şi Asolizare a roverului Perseverance va fi transmisă "live" (cu întârzierea de 11 minute din cauza distanţei dintre Pământ şi Marte) cu ajutorul camerelor instalate pe rover, la data de 18 februarie. AGERPRES
