Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) zakończyła z sukcesem testy najbardziej zaawansowanego systemu spadochronowego, jaki kiedykolwiek opracowano z myślą o lądowaniu na Marsie. Przełomowy eksperyment przeprowadzony na dużej wysokości nad kołem podbiegunowym potwierdził, że układ ten jest gotowy do bezpiecznego sprowadzenia na powierzchnię Czerwonej Planety kluczowego ładunku – łazika Rosalind Franklin.
Sercem systemu ExoMars są dwa główne spadochrony: pierwszy, o średnicy 15 metrów, odpowiada za spowolnienie kapsuły w fazie naddźwiękowej, natomiast drugi – o imponującej średnicy 35 metrów – przejmuje zadanie w końcowym etapie lądowania. Ten drugi to największy spadochron, jaki kiedykolwiek zaprojektowano z myślą o wykorzystaniu poza Ziemią. Uszyty z ponad 800 m² lekkiego materiału i wyposażony w ponad cztery kilometry linek nośnych, wymaga trzech dni precyzyjnego składania, aby poprawnie rozwinąć się w decydującym momencie.
Wspieraj Puls Kosmosu na patronite.pl
Zarówno projekt, jak i wykonanie systemu są w dużej mierze efektem współpracy europejskich zespołów. Spadochrony powstały we Włoszech, zasobniki w Czechach, system uwalniania spadochronu w Holandii, a nadzór nad całością testów oraz integracja systemu przypadły firmie Thales Alenia Space z Francji. Analizą projektu i testów zajmuje się brytyjska firma Vorticity.
Testy odbyły się 7 lipca na terenie szwedzkiego centrum kosmicznego Esrange w Kirunie. Helowy balon wyniósł atrapę modułu lądującego na wysokość 29 kilometrów – trzykrotnie wyższą niż pułap lotów pasażerskich. Na tej wysokości gęstość atmosfery jest zbliżona do warunków panujących na Marsie, gdzie powietrze ma tylko 1 proc. gęstości ziemskiej atmosfery przy poziomie morza.
Po uwolnieniu kapsuły rozpoczęło się swobodne opadanie, które trwało około 20 sekund. W tym czasie kapsuła osiągnęła prędkość zbliżoną do prędkości dźwięku. Wówczas uruchomił się układ dwóch spadochronów – najpierw ten mniejszy, potem największy – dzięki czemu udało się bezpiecznie wyhamować prędkość opadania w kierunku powierzchni. Całość symulowała końcową fazę lądowania na Marsie, gdzie cały system musi w zaledwie sześć minut wyhamować z 21 000 km/h praktycznie do zera na chwilę przed kontaktem z powierzchnią Czerwonej Planety.
W warunkach marsjańskich nie wystarczy jeden spadochron. Kluczowe znaczenie ma połączenie kilku systemów: najpierw spowalnianie aerodynamiczne, potem sekwencja dwóch spadochronów, a na końcu precyzyjnie uruchomione silniki rakietowe na 20 sekund przed lądowaniem. Pierwszy spadochron odpowiada za opanowanie prędkości naddźwiękowej, drugi – za bezpieczne sprowadzenie kapsuły w gęstszych warstwach atmosfery. Takie podejście pozwala zmniejszyć masę każdego z elementów, zwiększając jednocześnie niezawodność całego układu.
Warto tu pamiętać, że ów system spadochronowy uzyskał certyfikację do lotu już w 2021 roku, jednak start misji został wstrzymany z powodu inwazji Rosji na Ukrainę, co wstrzymało współpracę międzynarodową w ramach programu ExoMars. Testy w Szwecji miały na celu upewnienie się, że po długim okresie przechowywania system wciąż działa zgodnie z oczekiwaniami.
Spadochrony wykonano z niezwykle lekkiego materiału – o gęstości zaledwie 40 gramów na metr kwadratowy, co stanowi mniej niż połowę wagi zwykłej kartki papieru. Wszystkie dane telemetryczne z testu przesyłano w czasie rzeczywistym, a teraz eksperci z Vorticity analizują dodatkowo nagrania wideo z kamer, aby dokładnie ocenić proces otwarcia i skuteczność spowalniania.
Choć testy na Ziemi nie oddają w pełni marsjańskich realiów, pozwalają one zebrać ogromną ilość danych, dokładnie przeanalizować każdy etap działania systemu i – co równie ważne – odzyskać fizyczne komponenty do dalszych badań. To kluczowy krok w przygotowaniach do wznowienia misji ExoMars i wysłania europejskiego łazika Rosalind Franklin na powierzchnię Marsa.
Źródło: ESA