Het testen van de supersonische dynamische kenmerken van de Tianwen-1 Mars Entry Capsule is van cruciaal belang om de succesvolle toegang tot de atmosfeer van Mars te garanderen. Wetenschappers voeren verschillende tests uit om de prestaties van de capsule te evalueren onder de extreme omstandigheden die deze tijdens deze kritieke fase van zijn missie zal tegenkomen. Hier zijn enkele van de methoden die worden gebruikt voor het testen van de supersonische dynamische kenmerken van de Tianwen-1 Mars Entry Capsule:

Windtunneltesten:

Windtunnels zijn grondfaciliteiten die zijn ontworpen om de luchtstroomomstandigheden te simuleren die de capsule tegenkomt tijdens supersonische atmosferische intrede. Schaalmodellen of replica's van de capsule worden in het testgedeelte van de windtunnel gemonteerd en lucht onder hoge druk of andere gassen worden met supersonische snelheden door de tunnel geperst. Deze tests leveren waardevolle gegevens op over de aerodynamische eigenschappen van de capsule, zoals weerstand, lift en stabiliteit, onder realistische stromingsomstandigheden.

Computational Fluid Dynamics (CFD)-simulatie:

CFD is een krachtig hulpmiddel voor het numeriek analyseren van vloeistofstromen met behulp van computationele methoden. Wetenschappers kunnen virtuele modellen van de capsule maken en de supersonische intrede in de atmosfeer van Mars simuleren. Door complexe wiskundige vergelijkingen op te lossen, helpt CFD het traject, de drukverdeling, de warmteoverdracht en andere parameters die verband houden met supersonische vluchten van de capsule te voorspellen. CFD-simulaties vormen een aanvulling op windtunneltests en bieden extra inzicht in het gedrag van de capsule.

Vluchttest met klinkende raketten:

Sonderingsraketten zijn eentrapsraketten die ladingen naar grote hoogten kunnen vervoeren en een platform bieden voor vliegtests onder omstandigheden in de ruimte. Wetenschappers kunnen sonderingsraketten gebruiken om prototypen op subschaal of componenten van de toegangscapsule te testen. Deze vliegtests bieden gegevens uit de echte wereld over de supersonische dynamische kenmerken van de capsule, inclusief de aerodynamische prestaties, thermische respons en controlesystemen. Vluchttestgegevens valideren de voorspellingen van windtunneltests en CFD-simulaties.

Valtesten met ballonnen op grote hoogte:

Ballonnen op grote hoogte kunnen ladingen naar stratosferische hoogten heffen, wat mogelijkheden biedt voor valtests. Subschaalmodellen van de capsule zijn uitgerust met sensoren en worden op specifieke hoogtes uit de ballonnen losgelaten. Tijdens de afdaling worden de modellen geconfronteerd met supersonische luchtstroomomstandigheden die vergelijkbaar zijn met die ervaren tijdens het binnenkomen van Mars. Valtests bieden waardevolle informatie over het dynamische gedrag van de capsule, de parachute-implementatie en de algehele systeemprestaties.

Thermische testen:

De Tianwen-1 Mars Entry Capsule wordt tijdens supersonische intrede geconfronteerd met extreem hoge temperaturen vanwege de intense wrijving met de atmosfeer. Wetenschappers voeren thermische tests uit om te beoordelen of de capsule bestand is tegen deze extreme omstandigheden. Warmtefluxfaciliteiten, boogstraalwindtunnels en andere gespecialiseerde opstellingen worden gebruikt om de thermische omgeving van het binnendringen van Mars te simuleren en de thermische beschermingsmaterialen en -structuren van de capsule te beoordelen.

Door een combinatie van windtunneltests, CFD-simulaties, vliegtests, valtests en thermische tests evalueren wetenschappers grondig de supersonische dynamische kenmerken van de Tianwen-1 Mars Entry Capsule. Dit rigoureuze testproces helpt de risico's te beperken en zorgt ervoor dat de capsule tijdens zijn missie naar Mars veilig kan navigeren door de uitdagingen van supersonische atmosferische toegang.