Kosmoseaparaadi kunstiline nägemine, mis kasutab kontrollimiseks retropulsiooni
Curiosity rover (1 tonni) sai kõige raskemaks maandumissõidukiks Marsil. Kuid tulevikus tuleb koloniseerimiseks saata palju rohkem lasti vahemikus 5-20 tonni. Turvalise maandumise läbiviimiseks peate mõistma, kuidas suures massis juhtida.
Tavaliselt siseneb sõiduk Marsi atmosfääri hüpersonilise kiirusega (umbes 30 max), aeglustub kiiresti, laseb välja langevarju ja aktiveerib rakettmootorid või turvapadjad.
Kahjuks on langevarju süsteeme seadme massi suurenemisega raske mõõta. Seetõttu soovivad teadlased langevarju kõrvaldada ja vähendada suuremaid rakettmootoreid.
Kui maandumisseade aeglustub kuni 3-ni, aktiveeritakse reaktiivmootorid vastupidises suunas, et aeglustada sõidukit ja teostada kontrollitud maandumist. Probleem on selles, et see põleb tohutult kütust. Propellant suurendab seadme massi, mille tõttu suureneb missiooni maksumus oluliselt. Kuid iga kilogramm kütust võtab selle massi teaduslikest instrumentidest ja meeskonna istmetest.
Kui masin sõidab hüpersonilisel kiirusel, luuakse enne tõstemootorite käivitamist teatud lift, mida saab juhtimiseks kasutada. Kui liigutad raskuskeskme nii, et see ei oleks ühtlane, kuid ühelt küljelt raskem, siis võite suunata lendu teistest nurkadest. Uurijad ütlevad, et vool ümber seadme erineb ülevalt ja alt, mis põhjustab tasakaalustamatust ja rõhulangust. Sissepääsu, laskumise ja maandumise juures on võimalus transportida. Aga kui me alustame 3 Maxi mootorite käivitamist, siis kuidas peaksime seadme aerodünaamiliselt juhtima hüpeneesilises režiimis, et kasutada minimaalset kütusekogust ja maksimeerida kasuliku massi?
Selles küsimuses on oluline kahanevate mootorite käivitamise kõrgus, samuti nurk, mida kiirusvektor tekitab horisondiga. Uuringus vaadeldakse optimaalseid kontrollimeetodeid turvalise maandumisstrateegia leidmiseks hüpeneesilises režiimis erinevates planeetidevahelistes maandumistingimustes.
Analüüsid näitavad, et raketikütuse puhul on sissepääs atmosfääri allapoole suunatud tõstevektoriga optimaalne, mille tulemusena seade sukeldub. Siis peab teatud ajahetkel (vastavalt ajale või kiirusele) lülituma liftile, et seade liiguks madalal kõrgusel edasi. See võimaldab teil transportida rohkem aega lennus madalal kõrgusel, kus atmosfäärikihi tihedus on suurem. Selle tõttu suureneb vastupanu, vähendades kulutatud energia hulka.
