Hardware die deze week op NASA's Mars 2020-instapvoertuig is geïnstalleerd, zal helpen om de veiligheid van toekomstige Mars-landingen te vergroten.

Belast met het terugbrengen van astronauten naar de maan tegen 2024, NASA's Artemis-maanverkenningsplannen zullen tegen 2028 zorgen voor een duurzame menselijke aanwezigheid op en rond de maan. NASA zal zijn maanmissies samen met robotmissies naar Mars gebruiken om zich voor te bereiden op menselijke verkenning van de Rode Planeet.

De Mars-ingang, Het Descent and Landing Instrumentation 2 (MEDLI2)-project heeft een reeks sensoren ontwikkeld die aerothermische omgevingen en de prestaties van materiaal van het thermische beschermingssysteem (TPS) zullen meten tijdens de instapfase van de Mars 2020-missie. Ingenieurs hebben deze week de eerste batch items die door MEDLI2 zijn geleverd, op het hitteschild van het instapvoertuig geïnstalleerd. De aeroshell van het instapvoertuig bestaat uit een hitteschild en een backshell en zal de Mars 2020-rover beschermen tijdens het transport van de aarde naar Mars en tijdens het binnendringen door de atmosfeer van Mars op weg naar de oppervlakte.

"Inzicht in de werkelijke prestaties van onze huidige generatie instapvoertuigen is cruciaal voor veilige, betrouwbare landing van toekomstige robot- en bemande Mars-missies. MEDLI2-druk- en thermische metingen zijn de sleutel tot dat begrip, " zei Todd White, MEDLI2 hoofdonderzoeker.

MEDLI2 voltooide onlangs milieutests op vluchthardware in NASA's Langley Research Center in Hampton, Virginia. het testen, inclusief trillingen en thermisch vacuüm testen, demonstreert het vermogen van de hardware om de grote trillingsbelastingen tijdens de lancering en de extreme kou tijdens de cruise naar Mars te overleven. Sterilisatie op hoge temperatuur van een deel van de hardware is ook met succes afgerond, waardoor MEDLI2 het potentieel van onbedoeld transport van terrestrisch biologisch materiaal naar het oppervlak van Mars kan minimaliseren. Alle MEDLI2-componenten zullen eind november 2019 volledig op de Mars 2020-aeroshell zijn geïnstalleerd.

MEDLI2 omvat drie soorten sensoren (thermokoppels, warmtestroomsensoren en drukopnemers), een data-acquisitie- en signaalconditioneringseenheid (de Sensor Support Electronics Unit) om de verwarming en atmosferische druk te registreren die worden ervaren tijdens het binnenkomen en door parachute-inzet, en het harnas tussen de sensoren en de Sensor Support Electronics-eenheid. Voortbouwend op de eerste MEDLI-suite, die op NASA's Mars Science Laboratory-missie vloog, instrumentatie wordt weer toegepast op het hitteschild, maar in een andere configuratie om de stromingskarakteristieken beter te kunnen meten. Deze keer wordt er ook instrumentatie op de backshell geïnstalleerd om metingen van de verwarming en de oppervlaktedruk te verzamelen om te helpen bij het verminderen van de grote onzekerheid die wordt toegepast op de huidige voorspelde resultaten.

Het ruimtevaartuig Mars 2020 zal de atmosfeer van Mars binnengaan en ongeveer 12 reizen, 500 mph (20, 120 km/u). MEDLI2 begint ongeveer vijf uur voorafgaand aan de intocht met het verzamelen van gegevens en blijft gegevens verzamelen tijdens de instap- en een deel van de afdalingsfase. Het duurt ongeveer 6 minuten om het ruimtevaartuig van 12 te vertragen, 500 mph (20, 120 km/u) tot net onder de 3 km/u. MEDLI2 meet cruciale prestatiegegevens over instap- en afdalingsprestaties op het hitteschild en de backshell van Mars 2020.

MEDLI2-vluchtgegevens vullen kritieke toegang tot de ruimte, leemten in de kennis over afdaling en landing die de huidige EDL-technologie zouden bevorderen. Deze technologie heeft ook het potentieel om de TPS-massa tot 35% te verminderen, wat tot aanzienlijke kostenbesparingen zou leiden. Deze technologie en gegevens zullen ook helpen de omvang van de gelande voetafdruk (de onzekerheidsvoetafdruk) te verkleinen, waardoor toegang wordt verkregen tot sites met een hoog wetenschappelijk belang die anders moeilijk te bereiken zouden zijn.

"Onzekerheden in ons vermogen om de prestaties van een instapvoertuig en het bijbehorende thermische beveiligingssysteem te modelleren en te voorspellen, betekenen dat grote marges (100% tot 200%) in onze voorspellingen moeten worden opgenomen om ervoor te zorgen dat het instapvoertuig de slechtste omstandigheden kan overleven , " zei Henry Wright, MEDLI2-projectmanager. "Vluchtgegevens zullen het mogelijk maken om de onzekerheden in de modellen verder te verminderen, wat leidt tot een nauwkeurigere voorspelling van de belastingen en prestaties."

De belangrijkste doelstellingen van MEDLI2 zijn het verkleinen van de ontwerpmarge en onzekerheden in de voorspelling voor de aerothermische omgevingen en de aerodynamische database. Nauwkeurige analyse van MEDLI2-vluchtgegevens is van vitaal belang voor toekomstige NASA-verkenning van de Rode Planeet. MEDLI2 zal gebieden onderzoeken die tijdens de missie van het Mars Science Laboratory (MSL) niet zijn behandeld en antwoorden zoeken op vragen die zijn gegenereerd door het onderzoeken van MEDLI/MSL-gegevens.

MEDLI2 is een Game Changing Development-project onder leiding van NASA's Space Technology Mission Directorate met steun van het Human Exploration and Operations Mission Directorate en het Science Mission Directorate. Het project wordt beheerd in Langley en uitgevoerd in samenwerking met NASA's Ames Research Center in Silicon Valley in Californië en het Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië.

Het Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, bouwt en beheert de operaties van de Mars 2020-rover voor het NASA Science Mission Directorate op het hoofdkantoor van het bureau in Washington. NASA zal Mars 2020 en andere missies gebruiken, inclusief naar de maan, ter voorbereiding op menselijke verkenning van de Rode Planeet. Het bureau is van plan om tegen 2028 een duurzame menselijke aanwezigheid op en rond de maan tot stand te brengen via NASA's Artemis-maanverkenningsplannen.