Entrada atmosférica de Marte - Mars atmospheric entry
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A entrada atmosférica de Marte é a entrada na atmosfera de Marte . A entrada de alta velocidade no ar marciano cria um plasma CO 2 -N 2 , em oposição ao O 2 -N 2 para o ar da Terra. A entrada de Marte é afetada pelos efeitos radiativos do gás CO 2 quente e da poeira marciana suspensa no ar. Os regimes de voo para sistemas de entrada, descida e pouso incluem aerocaptura, hipersônico, supersônico e subsônico.
Visão geral
Os sistemas de proteção térmica e o atrito atmosférico têm sido usados historicamente para reduzir a maior parte da energia cinética que precisa ser perdida antes do pouso, com pára - quedas e, às vezes, um pedaço final de retropropulsão usado no pouso final. A retropropulsão de alta velocidade e alta altitude está sendo pesquisada para voos de transporte que pousem em cargas mais pesadas.
Por exemplo, a Mars Pathfinder entrou em 1997. Cerca de 30 minutos antes da entrada, o estágio de cruzeiro e a cápsula de entrada se separaram. Quando a cápsula atingiu a atmosfera, ela desacelerou de cerca de 7,3 km / s para 0,4 km / s (16330 mph para 900 mph) em três minutos. À medida que descia, o pára-quedas se abriu para desacelerar ainda mais e logo depois o escudo térmico foi liberado. Durante a entrada, um sinal foi retransmitido de volta à Terra, incluindo sinais de semáforo para eventos importantes.
O módulo de pouso do Paraquedas da Fênix se abre enquanto desce na atmosfera marciana. Esta foto foi tirada pela Mars Reconnaissance Orbiter com HiRISE
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Lista de espaçonaves
Alguns exemplos de espaçonaves que tentaram pousar na superfície de Marte:
- Mars 2 (1971) - entrou na atmosfera, mas caiu
- Marte 3 (1971) - entrou na atmosfera, pousou suavemente, perdido após 20 segundos de transmissão de dados da superfície
- Mars 6 (1973) - entrou na atmosfera, mas caiu
- Viking 1 (1975) - pousou com sucesso
- Viking 2 (1975) - pousou com sucesso
- Mars Pathfinder (entrou na atmosfera em 1997)
- Beagle 2 (perdido, pousou confirmado, mas abandonado em 2015)
- MER-A
- MER-B
- Mars Polar Lander (perdido)
- Deep Space 2 (perdido)
- Lander Phoenix
- Laboratório de Ciências da Mars ( Curiosidade (rover) )
- Lander Schiaparelli EDM (perdido)
- Lander InSight (entrou na atmosfera em 2018)
- Mars 2020 ( Perseverance rover e helicóptero Ingenuity )
- Lander Tianwen-1 e câmera remota e rover Zhurong
Tecnologias
Um desacelerador implantável como um pára-quedas pode desacelerar uma espaçonave após um escudo térmico. Normalmente, um pára-quedas Disk-Gap-Band foi usado, mas outra possibilidade são dispositivos de entrada infláveis traseiros ou conectados. Os tipos infláveis incluem esfera com cerca , lágrima com cerca , isotensóide , toro ou cone de tensão e os tipos anexados incluem isotensóide , cone de tensão e cone embotado toróide empilhado . Os pesquisadores da era do Programa Viking foram os verdadeiros pioneiros dessa tecnologia, e o desenvolvimento teve que ser reiniciado após décadas de negligência. Esses estudos mais recentes mostraram que o cone de tensão , o isotensóide e o toro empilhado podem ser os melhores tipos a serem seguidos.
A sonda MetNet da Finlândia pode usar uma proteção de entrada expansível se for enviada. O ar marciano também pode ser usado para aerofrenagem para velocidade orbital ( aerocaptura ), ao invés de descida e pouso. A retro-propulsão supersônica é outro conceito para reduzir a velocidade.
A NASA está realizando pesquisas sobre tecnologias de desaceleração retropropulsiva para desenvolver novas abordagens para a entrada na atmosfera de Marte. Um problema chave com as técnicas de propulsão é lidar com os problemas de fluxo de fluido e controle de atitude do veículo em descida durante a fase de retropropulsão supersônica de entrada e desaceleração. Mais especificamente, a NASA está realizando estudos de coleta de dados de sensores infravermelhos de imagem térmica dos testes de descida controlada de reforço SpaceX que estão atualmente em andamento, a partir de 2014. A equipe de pesquisa está particularmente interessada na faixa de altitude de 70 a 40 quilômetros (43 a 25 mi) da "queima de reentrada" da SpaceX nos testes de entrada na Terra do Falcon 9, já que este é o "voo motorizado através do regime de retropulsão relevante a Marte "que modela as condições de entrada e descida de Marte, embora a SpaceX também esteja interessada na queima final do motor e no pouso retropropulsivo de baixa velocidade , uma vez que essa é uma tecnologia crítica para seu programa de desenvolvimento de reforço reutilizável que eles esperam usar para pousos em Marte no 2020s.
Exemplos
Mars Science Laboratory
Os dados a seguir foram compilados pela equipe de Entry, Descent and Landing do Mars Science Laboratory no Jet Propulsion Laboratory da NASA . Ele fornece uma linha do tempo de eventos de missão crítica que ocorreram na noite de 5 de agosto PDT (início de 6 de agosto EDT).
| Evento | Tempo de ocorrência do evento em Marte ( PDT ) | Tempo de ocorrência de evento recebido na Terra (PDT) |
|---|---|---|
| Entrada atmosférica | 10:10:45, 7 PM | 10: 24: 33,8 PM |
| Implantação de paraquedas | 10h15: 16h9 | 10: 28: 53.0 PM |
| Separação de escudo térmico | 10: 15: 24.6 PM | 10: 29: 12,7 PM |
| Rover abaixado pelo guindaste do céu | 10: 17: 38.6 PM | 10: 31: 26,7 PM |
| Aterragem | 10: 17: 57,3 PM | 10: 31: 45,4 PM |
A equipe EDL da Curiosity lança uma linha do tempo para marcos da missão (representados no conceito deste artista) em torno da aterrissagem do rover de Marte.
Mars Pathfinder EDL
Identificação do local de pouso
Arte conceitual para um conceito de sonda Mars conforme ele se aproxima da superfície, ilustrando como identificar um ponto de pouso seguro é uma preocupação.
