Podobnie jak strefa zgniotu w samochodach, eksperymentalny lądownik SHIELD został zaprojektowany tak, aby pochłaniał mocne uderzenia. Taki lądownik miałby za zadanie umożliwić wysyłanie na Marsa mniej kosztownych misji.
NASA z powodzeniem wylądowała na Marsie już dziewięć razy, polegając na najnowocześniejszych spadochronach, masywnych poduszkach powietrznych czy plecakach odrzutowych, aby bezpiecznie, nie uszkadzając drogocennego sprzętu dostać się na powierzchnię. Teraz inżynierowie testują, czy najłatwiejszym sposobem dostania się na powierzchnię Marsa nie byłby po prostu upadek i kontrolowanie zderzenie. Zamiast spowalniać szybkie opadanie statku kosmicznego, eksperymentalny projekt lądownika o nazwie SHIELD (Simplified High Impact Energy Landing Device) wykorzystuje składaną podstawę przypominającą według NASA akordeon, która działa jak strefa zgniotu samochodu i pochłania energię silnego uderzenia o powierzchnię.
Nowy projekt może drastycznie obniżyć koszty lądowania na Marsie poprzez uproszczenie procesu lądowania oraz rozszerzenie opcji wyboru możliwych miejsc lądowania.
Sądzimy, że moglibyśmy udać się do bardziej zdradzieckich obszarów, gdzie nie chcielibyśmy ryzykować próby umieszczenia wartego miliardy dolarów łazika z naszymi obecnymi systemami lądowania. Może moglibyśmy nawet wylądować kilka z nich w różnych trudno dostępnych lokalizacjach, aby zbudować sieć współpracujących ze sobą urządzeń
powiedział kierownik projektu SHIELD, Lou Giersch z NASA Jet Propulsion Laboratory w Południowej Kalifornii.
Wypadki samochodowe jak lądowania na Marsie
Inspiracją do stworzenia koncepcji SHIELD jest misja Mars Sample Return. W ramach, której materiał zebrany przez łazik Perseverance zostanie zamknięty w hermetycznych, metalowych rurkach, następnie mają one zostać zabrane przez przyszłe misje z powrotem na Ziemię w małej kapsule. A tak ma wejść w atmosferę naszej planety i bezpiecznie wylądować na jakimś pustkowiu. Inżynierowie zaczęli się więc zastanawiać czy taki proces udałoby się odwrócić. Skoro można wykonać twarde lądowanie na Ziemie, to dlaczego nie na Marsie albo może nawet na, którymś z księżyców gazowych olbrzymów?
Aby przetestować swoją teorię, inżynierowie musieli udowodnić, że SHIELD może chronić wrażliwą elektronikę podczas lądowania. Zespół wykorzystał wieżę zrzutową w JPL, aby przetestować, jak delikatna elektronika zachowa się podczas lądowania na twardej Ziemi. Wieża zrzutowa ma wysokość prawie 27 metrów i posiada gigantyczną procę, która może wyrzucić obiekt w powierzchnię z taką samą prędkością, jaką osiąga podczas lądowania na Marsie
Testy, które przeprowadziliśmy dla SHIELD, są trochę jak pionowa wersja crash testów przez, które przechodzą samochody. Z tą różnicą, że zamiast ściany, nagłe zatrzymanie spowodowane jest uderzeniem w ziemię
Stwierdził Velibor Ćormarković, członek zespołu SHIELD w JPL
Miażdżący sukces
12 sierpnia bieżącego roku zespół zebrał się w wieży zrzutowej z pełnowymiarowym prototypem składanego lądownika SHIELD. Ma on kształt odwróconej piramidy metalowych pierścieni, które amortyzują uderzenie. Do środka lądownika umieszone zostały – smartfon, radio i akcelerometr, aby symulować elektronikę, którą mógłby przewozić statek kosmiczny. Wyrzutnia wystrzeliła, a SHIELD uderzył w ziemię z prędkością około 110 mil czyli prawie 180 kilometrów na godzinę. Jest to prędkość, z jaką lądownik marsjański osiąga blisko powierzchni po tym, jak został spowolniony przez opór rozrzedzonej atmosfery czerwonej planety.
Aby dodatkowo utrudnić warunki, na ziemi umieszczono stalową płytę o grubości 5 centymetrów, aby lądowanie było twardsze niż w przypadku statku kosmicznego lądującego na Marsie. Pokładowy akcelerometr ujawnił później, że SHIELD uderzył z siłą około 1 miliona niutonów – porównywalną do uderzenia 112 ton.
Nagranie z kamery z szybkiego testu pokazuje, że urządzenie SHIELD uderzyło pod niewielkim kątem, a następnie odbiło się na około 1 metr w powietrze, zanim się przewróciło. Zespół podejrzewa, że odskok spowodowała stalowa płyta. Po otwarciu prototypu i wyjęciu ładunku okazało się, że urządzenia pokładowe, w tym nawet nawet delikatny smartfon przetrwały.
Test zakończył się więc ogromnym sukcesem. A jaki będzie następny krok? Zaprojektowanie kompletnego lądownika w 2023 roku i kolejne coraz trudniejsze testy.
