PRANDTL-M – zbor pe Marte

July 2015

O inovație pe care NASA Armstrong Flight Research Center ar putea să o facă posibilă este ca o aeronavă să facă primul zbor pe Marte în anii 2020.

Un prototip al conceptului Preliminary Research Aerodynamic Design to Land on Mars, sau Prandtl-m – o aeronavă tip aripă zburătoare, este planificat să fie gata de lansare, de pe un balon de mare altitudine, în cursul acestui an. Prandtl-m va fi lansat de la aproximativ 100.000 feet (cam 30 km.) altitudine și va simula condițiile de zbor din atmosfera de pe Marte, a declarat Al Bowers, director științific la NASA Armstrong și manager de program al Prandtl-m.Prandtl-m-prototype-could-pave-way-for-first-plane-on-Mars

Testele vor face posibilă verificarea funcționării aeronavei, va conduce la unele modificări necesare, permițând adaptări și transformări pentru a ajunge, într-un viitor, pe planeta Marte, cu ajutorul unui 3U CubeSat. Un CubeSat este un satelit în miniatură utilizat pentru cercetare în spațiu și care are aproximativ zece centimetri pe fiecare latură. Un 3U CubeSat este de trei ori mai mare.

„Aeronava va face parte din încărcătura unei nave spațiale și, după desprindere, va umbla liber pe Marte”, a spus Al Bowers. „Ea se va putea deplasa și zbura în atmosfera planetei dar și urca sau coborî pe teren. Prandtl-m ar putea survola unele dintre locurile de debarcare pentru o viitoare misiune cu astronauți și trimite, pe Pământ, imagini foarte detaliate, de înaltă rezoluție. Hărțile fotografice vor arăta oamenilor de știință cât sunt de potrivite aceste locuri pentru aterizare.”

„Prandtl-m ar putea fi transportat într-un CubeSat, la bordul unei nave spațiale, astfel că greutatea suplimentară a încărcăturii nu ar mări cu nimic costurile misiunii”, a mai spus Bowers. Odată ajuns în atmosfera planetei Marte, Prandtl-m va părăsi nava-gazdă și va începe să-și implementaze și să-și desfășoare misiunea.

Bowers a mai declarat că : „ar avea autonomie de zbor de aproximativ 10 minute, la cel puțin 2.000 feet (aproximativ 600 metri) de suprafața planetei Marte și un parcurs de aproximativ 20 de mile (32 kilometri)”. Înainte de toate, va fi dezvoltată o configurație care va fi supusă unui prim test, dintre cele trei programate. Bineînțeles, testul se va face aici, pe Pământ.ed13-0263-026_prandtl-d

„Avem deja un număr de studenți, care, peste vară, vor să ne ajute la proiectarea și construirea aeronavei, astfel încât să finalizăm prima etapă”, a declarat Bowers. „Vom construi câteva vehicule și le vom supune unor manevre speciale, pentru a vedea dacă acestea pot rezista unor teste pe care alte aeronave nu le-ar trece. Așteptarea noastră este că vor avea succes. După ce vom avea aceste date vom putea ști cu siguranță dacă ele pot zbura de pe un balon de mare altitudine.”

De fapt, Bowers a creditat această idee la o sesiune de brainstorming, împreună cu colegul său Dave Berger, inginer aeronautic la NASA Armstrong, specializat în mecanica fluidelor și a sistemelor de propulsie și care lucrează în domeniul educației. Berger și Bowers au discutat un proiect în care studenții s-ar putea implica și, astfel, ar ajuta la pregătirea unui vehicul care să ajungă să zboare pe Marte.mars_prandtl-m-1

„Anvergura aripilor aeronavei, atunci când va fi realizată, ar măsura 24 inch (aproximativ 61 cm.) și cântări mai puțin de 1 lb (aprox. 453 grame)”, a spus Bowers. „Cum pe Marte greutatea este 38% din ceea de pe Pământ și, de fapt, ne permitem până la 2,6 lb, înseamnă că vehiculul va cântări pe Marte doar 1 lb. Acesta va fi realizat din material compozit, fibră de sticlă sau fibră de carbon. Credem că un design particular și special ar ajuta foarte mult pentru condițiile neobișnuite de catapultare.”

„Programul Flight Opportunities (FOP), gestionat de NASA Armstrong, a acceptat să finanțeze două zboruri cu balonul, în următorii câțiva ani, și, posibil, un zbor cu o rachetă de cercetare, urmând să se demonstreze modul în care aeronava s-ar comporta pe Marte”, a spus Bowers. Zborurile vor avea loc la unul dintre cele două locații: Tucson, Arizona sau Tillamook, Oregon. Ames Research Center, NASA, din Moffett Field, California, girează cererea de la Flight Opportunities Program dar și selectarea tehnologiilor, care ar urma să fie testate și pe vehicule de zbor comerciale.

Bowers: „Vom folosi inițial GPS, dar, evident, nu există nici un GPS pe Marte, așa că, în timp, va trebui să găsim altceva pentru navigatie”. „În plus, micul pilot automat, care asigură navigarea, este unul dintre lucrurile pe care trebuie să le exersăm pe un vehicul de cercetare și apoi pe prototipul care va zbura cu balonul. Zborul de test ar putea cuprinde, de asemenea, unele teme de cercetare științifică, care vor fi incluse în misiunea pe Marte”.

„Am putea avea una sau două sarcini științifice utile pe Prandtl-m chiar de la primul zbor cu balonul”, a mai spus Bowers. „Ar putea fi o cameră de cartografiere sau un mic radiometru de mare altitudine care să măsoare radiațiile, la altitudini foarte mari din atmosfera Pământului. De fapt, prototipul ar putea transporta ambele echipamente, în același timp.”

„Un al doilea zbor de cercetare, cu balonul, este planificat pentru anul viitor și ar dispune de o aeronavă capabilă să revină la locul de lansare, aterizând, în zbor planat, după un zbor nu mai mare de cinci ore. Vom repeta același zbor cu balonul, la aproximativ aceeași altitudine, dar, în această misiune Prandtl-m va fi într-un container CubeSat. Balonul va ‚abandona’ containerul, aeronava se va lansa din container imediat după eliberare și va desfășura zborul mai departe.”Mars_atmosphere

„Succesul primelor două misiuni ar duce la treia, care a fost deja discutată, având în vedere că programul Flight Opportunities are acces la o stație de cercetare, capabilă să se ridice la altitudini foarte mari. Această misiune ar putea fi la altitudinea de 450.000 feet (cam 137 km.), eliberarea din CubeSat făcându-se la apogeu. Aeronava va pătrunde înapoi în atmosfera Pământului și când se va apropia de 110.000-115.000 feet (33-35 km) altitudine, planorul va evolua ca și cum ar fi pe planeta Marte”, a spus Bowers. „ În cazul în care Prandtl-m va executa această coborâre, de la 450.000 feet, abia atunci cred că proiectul are avea o șansă foarte bună și vom fi calificați să meargem la sediul NASA și să solicităm permisiunea de a merge pe Marte cu unul dintre vehiculele Rover”.

Tags