, Terwijl autofabrikanten in 2019 meer dan 92 miljoen motorvoertuigen voor deze wereld bouwden, NASA heeft er maar één gebouwd voor Mars. De Perseverance Mars-rover is uniek in zijn soort, en de tests die nodig zijn om hem klaar te maken om op de gemene (en onverharde) straten van de Rode Planeet te rijden, zijn ook uniek.

Omdat hardware niet kan worden gerepareerd als de rover eenmaal op Mars is, het team moet een voertuig bouwen dat jarenlang kan overleven op een planeet met straffe temperatuurverschuivingen, constante straling en altijd aanwezig stof. Om de gereedheid te garanderen, ze laten Volharding een testprogramma doorlopen dat zwaarder is dan de reis naar Mars en de omgeving die het daar zal tegenkomen.

"Mars is moeilijk, en dat weet iedereen, " zei projectmanager John McNamee van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië. "Wat ze zich misschien niet realiseren, is dat om succesvol te zijn op Mars, je moet het ding hier op aarde absoluut testen."

Terwijl de unieke tests die voor het projectnummer in de duizenden zijn uitgevoerd, hier is een handvol die opvalt.

Het geluid en de woede

Het is geen geheim dat harde geluiden schadelijk kunnen zijn voor uw gehoor. Ze kunnen ook schadelijk zijn voor een ruimtevaartuig, tenminste als ze zich op het niveau bevinden dat je tijdens het opstijgen boven op het lanceervoertuig tegenkomt. Die straffende decibellen kunnen er zelfs voor zorgen dat onderdelen en componenten losraken.

Lang voordat de rover naar het Kennedy Space Center in Florida werd verscheept ter voorbereiding op de lancering van deze zomer, ingenieurs stopten het in een speciale kamer bij JPL en, met behulp van stikstof-geladen luidsprekers, schoot erop los met willekeurige geluidsgolven zo hoog als ongeveer 143 decibel - luider dan wat je zou tegenkomen achter een brullende straalmotor. Bij verschillende gelegenheden tijdens de akoestische test van een dag, ze stopten om de rover en zijn omgeving te inspecteren, op zoek naar iets dat los zou kunnen zitten, gebroken of gevallen. Sommige bevestigingsmiddelen waarmee onderdelen van ruimtevaartuigen waren bevestigd, moesten worden vastgedraaid en een paar elektrische kabels moesten worden vervangen, maar het missieteam kwam weg met meer vertrouwen dat, hoewel Perseverance zeker zal worden geschud tijdens de lancering, niets mag roeren.

Oh, Stortkoker

Vraag een lid van de missie van de Mars 2020-missie, afdalings- en landingsteam, en ze zullen je vertellen dat het weinig zin heeft om door 314 miljoen mijl (505 miljoen kilometer) interplanetaire ruimte te reizen als je de landing niet kunt volhouden. Met een diameter van 21,5 meter, de supersonische parachute van de rover heeft er alles mee te maken dat dit gebeurt. Er gaat veel werk zitten om ervoor te zorgen dat een parachute goed wordt ingezet en het werk kan doen zonder te versnipperen of verstrikt te raken.

De parachute van Perseverance is gebaseerd op het ontwerp dat Mars Curiosity in 2012 met succes heeft gevlogen. aangezien Perseverance iets zwaarder is dan Curiosity, ingenieurs versterkten hun parachuteontwerp. Maar hoe weet je zeker dat het doet wat er van wordt verwacht? Toets, toets, toets.

Eerst, het team concentreerde zich op het verifiëren dat de parachute zou standhouden onder de druk van het vertragen van een snel bewegend ruimtevaartuig in de atmosfeer van Mars. In de zomer van 2017, ze reisden naar het National Full-Scale Aerodynamics Complex bij NASA's Ames Research in Silicon Valley in Californië om de implementatie van proefhellingen van dichtbij in een windtunnel te observeren, vakmanschap controleren en op zoek gaan naar onverwacht gedrag.

Meer complexe evaluaties zouden plaatsvinden tussen maart en september 2018. Het team testte de parachute drie keer in voor Mars relevante omstandigheden, met behulp van Black Brant IX klinkende raketten gelanceerd vanaf NASA's Wallops Flight Research Facility in Virginia. De laatste testvlucht, op 7 september stelde de parachute bloot aan een 67, 000 pond (37, 000 kilogram) belasting - de hoogste ooit overleefd door een supersonische parachute en ongeveer 85% hoger dan wat de parachute van de missie naar verwachting zal tegenkomen tijdens de inzet in de atmosfeer van Mars.

Het team testte ook de inzetmortel van de parachute. Perseverance's parachute is zo strak verpakt in een aluminium bus, het heeft de dichtheid van eikenhout. De mortel is een cilindrische bus die bovenop de aeroshell is geplaatst, die de rover omhult. Op het moment van inzet, een explosief drijfgas aan de voet van de mortel zal de zorgvuldig gebundelde reeks nylon lanceren, Technora en Kevlar met precies de juiste snelheid en traject in de slipstream van Mars.

In de winter van 2019 vonden evaluaties van de inzet van mortel plaats in een testfaciliteit in het centrum van Washington. De temperatuur van de mortelbus tijdens de eerste test was nauw gesynchroniseerd met de omgevingsluchttemperatuur - ongeveer 70 graden Fahrenheit (21 graden Celsius). De tweede en derde werden uitgevoerd met de mortel gekoeld tot min 67 graden Fahrenheit (min 55 graden Celsius) - ruim onder de temperatuur waarbij de mortel naar verwachting zal vuren tijdens de daadwerkelijke inzet op Mars (14 graden Fahrenheit, of min 10 graden Celsius). De mortel doorstond alle drie de tests met vlag en wimpel.

Warm en koud rennen

De zonnestralen verwarmen een witgeverfde rover anders dan ze zouden doen, zeggen, een Mars-steen. Om beter te begrijpen wat temperatuurgevoelige instrumenten en subsystemen zullen tegenkomen, het team testte het 'thermische model' van Perseverance. In oktober 2019, ze plaatsten de rover in JPL's 25-voet-brede, 85 voet hoge (8 meter bij 26 meter) vacuümkamer voor een daglange test, waar krachtige xenonlampen enkele verdiepingen lager naar boven straalden, het raken van een spiegel aan de bovenkant van de kamer om het ruimtevaartuig met licht te doordrenken.

Nadat de lampen zijn opgewarmd en dezelfde intensiteit van zonlicht hebben bereikt, zal de rover tegenkomen op zijn landingsplaats in Jezero Crater, een ingenieur klom erin en mat het "zonlicht" dat verschillende delen van de rover bereikte. Gegevens van de test werden gebruikt om het thermische model van de rover bij te werken, waardoor het team de zekerheid kreeg die ze nodig hadden om door te gaan met de volgende stap in koude tests op de grond.

Nadat de zonne-intensiteitstests waren afgerond, ingenieurs sloten de deuren en evacueerden het grootste deel van de atmosfeer in de kamer om de dunne atmosfeer van Mars te simuleren, die ongeveer 1% van de atmosferische dichtheid van de aarde heeft. Vervolgens werd de kamer gekoeld tot min 200 graden Fahrenheit (minus 129 graden Celsius), en voor een controle van subsystemen van een week, ze draaiden computerprogramma's, de remote sensing mast en antennes verhoogd, gedraaide wielen, en zette de Marshelikopter in om ervoor te zorgen dat de rover zelfs de koudste Marsnachten aankan.

Camera gereed

De Mars 2020-missie lanceert 25 camera's naar de Rode Planeet, een recordaantal voor een interplanetaire expeditie. Na installatie, elke camera op weg naar de Rode Planeet moest een "oog" -onderzoek ondergaan.

Met een camera genaamd WATSON, die is belast met het maken van close-upfoto's en (indien nodig) video van rotstexturen, projectingenieurs legden de scène vast terwijl ze dansten en zwaaiden. Het doel:de framesnelheid en belichtingstijd van de imager bepalen, en het vermogen van zijn computer om de gegevens vast te houden en over te dragen.

Voor andere beeldmakers, de test was een beetje meer formeel en streng. Het proces wordt machine-vision-kalibratie genoemd en omvat het gebruik van doelborden met rasters om een ​​basislijn vast te stellen voor de optische prestaties van een camera. Het resultaat? De visie van de missie was 2020.

Over de Mars 2020-missie

Of ze nu werken aan de eindmontage van het voertuig in het Kennedy Space Center, testen van software en subsystemen bij JPL, of (zoals de meerderheid van het team doet) telewerken vanwege de veiligheidsmaatregelen van het coronavirus, het Perseverance-team blijft op schema om de opening van de lanceringsperiode van de rover te halen. Het maakt niet uit op welke dag Perseverance lanceert, het zal op 18 februari landen op de Jezero-krater van Mars, 2021.

De astrobiologische missie van de Perseverance rover zal zoeken naar tekenen van oud microbieel leven. Het zal ook het klimaat en de geologie van de planeet karakteriseren, verzamel monsters voor toekomstige terugkeer naar de aarde, en de weg vrijmaken voor menselijke verkenning van de Rode Planeet. De Perseverance rover-missie maakt deel uit van een groter programma met missies naar de maan als een manier om voor te bereiden op menselijke verkenning van de Rode Planeet. Belast met het terugbrengen van astronauten naar de maan tegen 2024, NASA zal tegen 2028 een duurzame menselijke aanwezigheid op en rond de maan tot stand brengen via NASA's Artemis-maanverkenningsplannen.