เช่นเดียวกับโซนยู่ยี่ของรถ ตัวลงจอด SHIELD รุ่นทดลองได้รับการออกแบบมาเพื่อดูดซับแรงกระแทกอย่างแรง

NASA ลงจอดบนดาวอังคารได้สำเร็จถึง 9 ครั้ง โดยใช้ร่มชูชีพล้ำสมัย ถุงลมนิรภัยขนาดใหญ่ และเครื่องบินเจ็ตแพ็ค เพื่อวางยานอวกาศอย่างปลอดภัยบนพื้นผิว ตอนนี้วิศวกรกำลังทดสอบว่าวิธีที่ง่ายที่สุดในการไปถึงพื้นผิวดาวอังคารคือการชนหรือไม่

• บทความอื่น ๆ : clientelplus.com

แทนที่จะชะลอการลงจากที่สูงด้วยความเร็วสูงของยานอวกาศ การออกแบบลงจอดแบบทดลองที่เรียกว่า SHIELD (Simplified High Impact Energy Landing Device) จะใช้ฐานที่ยุบตัวได้เหมือนหีบเพลงซึ่งทำหน้าที่เหมือนโซนยู่ยี่ของรถและดูดซับพลังงานจากการกระแทกอย่างแรง .

การออกแบบใหม่นี้สามารถลดต้นทุนการลงจอดบนดาวอังคารได้อย่างมาก โดยทำให้ขั้นตอนการลงจอด ลง และลงจอด ที่ลำบากใจง่าย ขึ้น และขยายตัวเลือกสำหรับพื้นที่ลงจอดที่เป็นไปได้

SHIELD เป็นแนวคิดของยานลงจอดบนดาวอังคารที่สามารถช่วยให้ภารกิจที่มีต้นทุนต่ำสามารถเยี่ยมชมพื้นผิวดาวอังคารได้โดยใช้ฐานที่ยุบได้และดูดซับแรงกระแทกเพื่อชนได้อย่างปลอดภัย เครดิต: NASA/JPL-CaltechLou Giersch ผู้จัดการโครงการของ SHIELD จากห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion Laboratory ของ NASA ทางตอนใต้ของรัฐแคลิฟอร์เนียกล่าวว่า “บางทีเราอาจจะลงจอดหลายแห่งในสถานที่ต่างๆ ที่เข้าถึงยากเพื่อสร้างเครือข่าย”

รถชน, การลงจอดบนดาวอังคารการออกแบบของ SHIELD ส่วนใหญ่ยืมมาจากงานที่ทำสำหรับแคมเปญ Mars Sample Returnของ NASA ขั้นตอนแรกในการรณรงค์นั้นเกี่ยวข้องกับรถแลนด์โรเวอร์ Perseverance ที่รวบรวมตัวอย่างหินในท่อโลหะสุญญากาศ ยานอวกาศในอนาคตจะนำตัวอย่างเหล่านั้นกลับมายังโลกในแคปซูลขนาดเล็กและลงจอดอย่างปลอดภัยในพื้นที่รกร้าง

รับข่าวสาร JPL ล่าสุดสมัครรับจดหมายข่าวการศึกษาแนวทางสำหรับกระบวนการดังกล่าวทำให้วิศวกรสงสัยว่าแนวคิดทั่วไปสามารถย้อนกลับได้หรือไม่ Velibor Ćormarković สมาชิกทีม SHIELD ที่ JPL กล่าว

“ถ้าคุณอยากจะลงจอดบนพื้นโลก ทำไมคุณไม่ทำอย่างอื่นให้ดาวอังคารไม่ได้” เขาพูดว่า. “และถ้าเราสามารถลงจอดอย่างหนักบนดาวอังคารได้ เรารู้ว่า SHIELD สามารถทำงานบนดาวเคราะห์หรือดวงจันทร์ที่มีชั้นบรรยากาศหนาแน่นกว่าได้”

เพื่อทดสอบทฤษฎีนี้ วิศวกรจำเป็นต้องพิสูจน์ว่า SHIELD สามารถปกป้องอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อนได้ในระหว่างการลงจอด ทีมงานใช้หอวางของที่ JPL เพื่อทดสอบว่าหลอดตัวอย่างของ Perseverance จะทนต่อการลงจอดบนพื้นโลกได้อย่างไร ยืนได้เกือบ 90 ฟุต (27 เมตร) มีสลิงขนาดยักษ์ที่เรียกว่าระบบยิงธนู ซึ่งสามารถเหวี่ยงวัตถุขึ้นสู่ผิวน้ำด้วยความเร็วเท่ากันระหว่างการลงจอดบนดาวอังคาร

Ćormarković เคยทำงานให้กับอุตสาหกรรมยานยนต์ ทดสอบรถยนต์ที่มีหุ่นจำลองการชน ในการทดสอบบางส่วนนั้น รถยนต์นั่งบนเลื่อนที่เร่งด้วยความเร็วสูงและชนเข้ากับกำแพงหรือสิ่งกีดขวางที่บิดเบี้ยวได้ มีหลายวิธีในการเร่งแคร่เลื่อนหิมะ รวมถึงการใช้สลิงที่คล้ายกับระบบปล่อยคันธนู

“การทดสอบที่เราทำสำหรับ SHIELD นั้นเหมือนกับการทดสอบเลื่อนในแนวตั้ง” Ćormarković กล่าว “แต่แทนที่จะเป็นกำแพง การหยุดกะทันหันเกิดจากการกระแทกพื้น”ความสำเร็จอันยอดเยี่ยมเมื่อวันที่ 12 ส.ค. ทีมงานได้รวมตัวกันที่ดรอปทาวเวอร์ด้วยต้นแบบขนาดเต็มของตัวลดทอนแบบพับได้ของ SHIELD ซึ่งเป็นปิรามิดคว่ำของวงแหวนโลหะที่ดูดซับแรงกระแทก พวกเขาแขวนเครื่องลดทอนเสียงบนเครื่องต่อสู้และใส่สมาร์ทโฟน วิทยุ และมาตรความเร่งเพื่อจำลองอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ยานอวกาศจะบรรทุก

เหงื่อออกในฤดูร้อน พวกเขามองดู SHIELD ค่อยๆ ลอยขึ้นไปบนยอดหอคอยNathan Barba สมาชิกโครงการ SHIELD อีกคนของ JPL กล่าวว่า “การได้ยินการนับถอยหลังทำให้ฉันขนลุก” “ทั้งทีมรู้สึกตื่นเต้นที่จะได้เห็นวัตถุภายในต้นแบบจะรอดจากผลกระทบนี้หรือไม่”

ในเวลาเพียงสองวินาที การรอคอยสิ้นสุดลง: เครื่องยิงธนูกระแทก SHIELD ลงกับพื้นด้วยความเร็วประมาณ 110 ไมล์ต่อชั่วโมง (177 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) นั่นคือความเร็วที่เครื่องลงจอดบนดาวอังคารเข้าใกล้พื้นผิวหลังจากที่ถูกลากจากชั้นบรรยากาศจากความเร็วเริ่มต้นที่ 14,500 ไมล์ต่อชั่วโมง (23,335 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) เมื่อเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร

การทดสอบ SHIELD ก่อนหน้านี้ใช้ “โซนลงจอด” ที่สกปรก แต่สำหรับการทดสอบนี้ ทีมงานได้วางแผ่นเหล็กหนา 2 นิ้ว (5 เซนติเมตร) บนพื้นเพื่อสร้างการลงจอดที่หนักกว่ายานอวกาศที่จะสัมผัสบนดาวอังคาร มาตรความเร่งในตัวเปิดเผยว่า SHIELD ถูกกระแทกด้วยแรงประมาณ 1 ล้านนิวตัน ซึ่งเทียบได้กับ 112 ตันที่กระแทกกับมัน

ภาพจากกล้องความเร็วสูงของการทดสอบแสดงให้เห็นว่า SHIELD กระแทกในมุมเล็กน้อย จากนั้นกระดอนขึ้นไปในอากาศระมาณ 3.5 ฟุต (1 เมตร) ก่อนที่จะพลิกกลับ ทีมงานสงสัยว่าแผ่นเหล็กทำให้เกิดการกระดอน เนื่องจากไม่มีการเด้งเกิดขึ้นในการทดสอบก่อนหน้านี้

เมื่อเปิดเครื่องต้นแบบและดึงข้อมูลข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ที่จำลองขึ้น ทีมงานพบว่าอุปกรณ์ออนบอร์ด แม้แต่สมาร์ทโฟนก็รอด“ฮาร์ดแวร์ชิ้นเดียวที่เสียหายคือส่วนประกอบพลาสติกที่เราไม่ได้กังวล” Giersch กล่าว “โดยรวมแล้ว การทดสอบนี้ประสบความสำเร็จ!”ขั้นตอนต่อไป? การออกแบบส่วนที่เหลือของยานลงจอดในปี 2023 และดูว่าแนวคิดของพวกเขาจะไปได้ไกลแค่ไหน