Les scientifiques recherchent un moyen d’atterrir sur Mars de véhicules plus lourds

Les scientifiques recherchent un moyen d’atterrir sur Mars de véhicules plus lourds

Vision artistique d’un vaisseau spatial rétro-pulsé à contrôler

Le rover Curiosity (1 tonne) est devenu le véhicule d'atterrissage le plus lourd sur Mars. Mais à l'avenir, pour la colonisation, vous devrez envoyer beaucoup plus de fret dans une fourchette de 5 à 20 tonnes. Pour effectuer un atterrissage en toute sécurité, vous devez comprendre comment gérer des masses importantes.

Habituellement, le véhicule pénètre dans l’atmosphère martienne à une vitesse hypersonique (environ 30 max), ralentit rapidement, déploie le parachute et active les moteurs de fusée ou les airbags.

Malheureusement, les systèmes de parachute sont difficiles à adapter avec l’augmentation de la masse de l’appareil. Par conséquent, les scientifiques veulent éliminer le parachute et utiliser des moteurs de fusée plus grands pour réduire leur nombre.

Lorsque le train d'atterrissage ralentit à 3 Max, les réacteurs sont activés dans le sens opposé pour ralentir le véhicule et effectuer un atterrissage contrôlé. Le problème est que cela consomme une énorme quantité de carburant. Le propulseur augmente la masse de l'appareil, à cause de laquelle le coût de la mission augmente considérablement. Mais chaque kilo de carburant prend cette masse d’instruments scientifiques et de sièges d’équipage.

Lorsque la machine vole à une vitesse hypersonique, un certain ascenseur est créé avant le lancement des moteurs de fusée, ce qui peut être utilisé pour le contrôle. Si vous déplacez le centre de gravité de manière à ce qu'il ne soit pas uniforme, mais plus lourd d'un côté, vous pouvez diriger le vol sous un angle différent. Les chercheurs disent que le flux autour de l'appareil diffère de celui du dessus et du dessous, ce qui provoque un déséquilibre et une chute de pression. À l'entrée, la descente et l'atterrissage, il y a une possibilité de gérer le transport. Mais si nous allons démarrer les moteurs sur 3 Max, comment devrions-nous contrôler aérodynamiquement le dispositif en mode hypersonique afin d’utiliser moins de carburant et de maximiser la masse de la charge utile?

À cet égard, la hauteur à laquelle les moteurs descendants sont démarrés est importante, ainsi que l'angle que le vecteur vitesse crée avec l'horizon. L'étude examine les méthodes de contrôle optimales permettant de trouver une stratégie d'atterrissage en mode hypersonique dans différentes conditions d'atterrissage interplanétaires.

Les analyses montrent que pour le carburant de fusée, l'entrée dans l'atmosphère avec un vecteur de levage dirigé vers le bas sera optimale, ce qui permettra à l'appareil de plonger. Ensuite, à un moment donné (en fonction du temps ou de la vitesse), vous devez passer en mode levage afin que l’appareil avance à basse altitude. Cela vous permet de transporter plus de temps en vol à basse altitude, là où la densité de la couche atmosphérique est plus élevée. De ce fait, la résistance augmente, réduisant la quantité d'énergie dépensée.

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