Vraag:
Wat zijn de nadelen van parachute + airbag voor een atmosferische landing, versus raketgebaseerd?
SF.
2013-07-24 16:10:18 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Na het succes van Sojourner, herhaald door Spirit en Opportunity, leek het alsof we een faalbestendig systeem hadden ontwikkeld voor atmosferische landing voor onze sondes: er kan heel weinig misgaan met het landingssysteem met parachute + airbag. Het meeste is passief en zelfstabiliserend / zelfbeschermend.

En dan zijn we weer terug bij het op raketten gebaseerde remsysteem, dat, althans voor mij, lijkt op een wachtend ongeluk. Een van de motoren slaat niet af, de stabilisatiesensoren gaan mis, de stuwkracht is verkeerd, de kabel wordt te vroeg losgekoppeld en duizend andere mogelijke faalpunten lijken mij nogal gevaarlijk. Dus, wat maakt dat die oplossing de voorkeur geeft boven een parachute die op planeten met atmosfeer landt?

Ook, gerelateerd aan je [andere vraag] (http://space.stackexchange.com/questions/715/does-mars-space-suit-have-to-be-pressurized) parachutes werken niet erg goed in een lage atmosfeer omgevingen.
Twee antwoorden:
#1
+17
Nicholas Shanks
2013-07-24 16:47:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Het is vrij eenvoudig. De nieuwe Mars Science Laboratory-rover is te zwaar om een ​​landing met een airbag te overleven. De airbags zelf zijn gemaakt van stof en moesten worden verstevigd voor het project Mars Exploration Rovers. Er zijn een aantal leuke video's online van JPL in de vacuümkamer bij Plum Brook die airbags uit het Sojourner-tijdperk versnipperen bij het testen met MER-instapsnelheden en -gewichten, samen met de resultaten: http: // trs-new. jpl.nasa.gov/dspace/bitstream/2014/38594/1/04-1350.pdf. Dit bracht de gebruikte materialen (waaronder kevlar) tot het uiterste, en NASA / JPL wisten dat ze dit systeem niet zouden kunnen gebruiken met een lander ter grootte van MSL.

Zie ook Welke problemen hebben geleid tot het gebruik van het Sky Crane-systeem dat door Curiosity wordt gebruikt?

Ik vraag me af hoe haalbaar het zou zijn om een ​​aantal kleinere rovers te leveren, elk met een ander profiel, die elkaar qua uitrusting aanvullen.
@SF. scattershot microbots: http://www.space.com/324-microbot-madness-hopping-planetary-exploration.html
Er zijn verschillende payload-elementen op MSL die, elk op zichzelf, niet zouden passen op een MER, waar alleen het monsteracquisitiesysteem er één is, de massaspectrometer een andere.
#2
+12
Mark Adler
2013-07-27 04:42:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ten eerste is er een veel dat mis kan gaan met een landingssysteem met parachute + airbag. Ten tweede moesten de Mars Pathfinder / Mars Exploration Rover-systemen ook raketten afvuren net voordat ze de grond bereikten. In dat geval waren het solide raketmotoren in vergelijking met de gesmoorde vloeibare monostuwstofmotoren die worden gebruikt door Mars Science Laboratory. Ten derde gebruiken alle systemen een parachute.

Op het eerste punt is een landingssysteem met een airbag kwetsbaar om de tassen open te scheuren bij een botsing tegen een natuurlijk oppervlak met stenen. Of zelfs zonder stenen als je hard genoeg slaat. De vaste raketten die bij de eindafdaling worden afgevuurd, geven slechts een grove controle over de botssnelheid, daarom waren de airbags nodig. Het was een benadering om een ​​goedkoop Mars-landingssysteem te ontwikkelen waarvoor geen duurdere gesmoorde stuwraketten of een betere landingsradar nodig waren die nodig zou zijn voor een fijnere controle over de botssnelheid. Hoewel ze goedkoper zijn, kunnen de airbags worden verwijderd door een zeer ruw oppervlak, hoge horizontale snelheden als gevolg van wind of een hoge totale botssnelheid als gevolg van radarvervalsing van bijvoorbeeld wisselend terrein zoals mesa's.

Toen het voor het eerst werd voorgesteld, werd het airbagsysteem niet als robuust beschouwd, maar eerder als extreem riskant vanwege de snelheid van de botsing, het aantal botsingen (laten we één landing vervangen door dertig!) en de bijbehorende versnellingen. En het zag er gewoon gek uit. Dat risico werd geaccepteerd om de kosten te verlagen.

Uiteindelijk werkte het systeem, met enkele wijzigingen in MER ten opzichte van MPF ​​om de betrouwbaarheid te verbeteren door wat windeffecten te compenseren en de airbags aanzienlijk sterker te maken. Het grappige is dat voordat het vliegt, iedereen zegt dat het gek is en nooit zal werken. Nadat het vliegt en werkt, en je probeert iets anders te gaan doen, nu is het nieuwe gek en vraagt ​​iedereen waarom je dat echt robuuste airbagsysteem niet gebruikt? Ga figuur.

Zoals opgemerkt, schaalt een landingssysteem met airbags niet goed wanneer de rover wordt vergroot van 170 kg naar 900 kg. De enige manier om een ​​airbagsysteem op die schaal te laten werken, is door de landingssnelheid te verminderen. Dus je neemt de rover en airbags die aan de kabel hangen in MER, en vervangt de vaste raketten aan de bovenkant van de kabel door gesmoorde hydrazine-stuwraketten en vervangt de hoogtemeterradar door een dopplerradar voor een betere controle van de botssnelheid. Zodra u deze stappen heeft genomen, kunt u de landingssnelheid drastisch verlagen. Zo erg zelfs dat u de airbags volledig kunt uitschakelen! Je kunt zelfs de lander-structuur elimineren, zodat je de rover niet van een lander moet halen om de missie te starten. Je moet de wielen en de ophanging stugger maken om ze als landingsgestel te laten dienen, maar dat is een gelukkige prijs om al die andere spullen kwijt te raken. Voila. Je hebt de skycrane.

Als je een landingssysteem zo betrouwbaar mogelijk wilt maken, verminder je de botssnelheid zo veel mogelijk. De complexiteit die nodig is om de snelheid te verlagen, maakt iets niet inherent onbetrouwbaar. Het betekent alleen dat het u meer zal kosten om het betrouwbaar te maken. In ruil daarvoor kun je de landing veel minder gevoelig maken voor de atmosferische en oppervlakte-omgevingen, waar je geen controle over hebt. Over het algemeen is het MSL-landingssysteem veel betrouwbaarder.



Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...