Dopady vysokou rychlostí studují technologii pro budoucí mise
ESA neustále přemýšlí o nových generacích kosmických misí, a tak testuje pokročilé koncepty, které mají šanci posunout hranice reality.
Jednou z oblastí, kterou testuje kancelář ESA Future Missions Preparation, je doprava penetrátorů na jiné kosmické objekty a provedení analýzy povrchu plus bezprostřední oblasti pod ním.
Planetární penetrátory jsou malé průzkumné sondy, které obsahují sadu přístrojů. Přistávají ovšem velmi vysokou rychlostí – v řádu desítek tisíc kilometrů za hodinu – ve srovnání s klasickými výsadkovými moduly, které jsou pro planetární nebo lunární průzkum používané dosud. Jedním z jejich přínosů ve srovnání s běžnými přistávacími moduly nebo mobilními roboty je okamžitý přístup pod povrch bez potřeby dalšího vrtání nebo kopání.
Aby bylo možné odzkoušet, jak penetrátory a jejich přístrojové vybavení přečkají tvrdý střet ve vysoké rychlosti s povrchem zkoumaného tělesa, provedli vědci a technici v raketové zkušební základně ve Walesu (Velká Británie) testy jejich modelů. Ty byly vystřelovány proti písku nebo ledu.
Díky použití těchto dvou různých materiálů se týmy dozví mnohé o chování penetrátorů a o tom, jakou mohou reagovat při výsadku například na Marsu nebo na Jupiterově měsíci Europa.
Dvacetikilogramové penetrátory byly urychleny dvanácti pomocnými raketami na dopadovou rychlost 341 m/s – těsně pod rychlostí zvuku.
Videosekvence ESA ukazuje, jak vypadá dopad do desetitunového bloku ledu: jedná se o zpomalený záběr, protože celý test trval jen 1,5 sekundy.
Náhlé snížení rychlosti v okamžiku, kdy penetrátor zasáhne led, znamená přetížení 24 tisíc g. Pro srovnání, na kosmonauty startující do vesmíru typicky působí přetížení tři až čtyři g.
Led se okamžitě drtí, následně se dále rozpadá do podoby ledových zrn. Následně jsou penetrátory vyjmuté netčené: ač poznamenané setkáním a mírně poškrábané prvotním kontaktem s povrchem.
Testy v následujících týdnech mají ukázat, jak dopad přečkalo vnitřní vybavení penetrátorů. Další vývojová fáze se pak zaměří na baterie a komunikační systém: i ty budou muset přežít extrémní přetížení.
Ačkoliv penetrátory nejsou součástí žádné dnes připravované mise, ověření životaschopnosti nové technologie je velmi důležité. Díky němu se rozšiřuje spektrum zvažovaných výprav v následujících letech.
More information
For a detailed journal report of the tests, including more videos of both the ice and sand tests, see High-speed tests demonstrate space penetrator concept on ESA’s Science & Technology pages.
The ice impact was carried out on 11 July and the sand impact on 16 July at the rocket sled facility at the UK Ministry of Defence Pendine site in Wales.
The tests were part of ESA’s Core Technology Programme for Cosmic Vision, which is supervised by the Future Missions Preparation Office. The penetrator development programme is being led by Astrium UK, with involvement by Mullard Space Science Laboratory, Qinetiq and Rapid Space Technologies.
