登录地外行星从来不是一件容易的事,因为与地球相比,这个红色星球的大气非常稀薄,因此无法带来同等程度的“摩擦降速”。也就是说,你可以继续使用降落伞作为着陆前的减速道具,但是它的“面积”却要比着陆地球时要大得多。更重要的是,无论怎样,它都有个“有效载荷”的上限,因此现行方案就成为了下一阶段火星任务的最大阻碍。
不过,美国航空航天局(NASA)决定直面这一困难,并且开发一款所谓的“低密度超音速减速机”(LDSD)装置。它能够像夏威夷河豚那样,在下降时通过快速充气来膨胀,而不会增加自身质量。
如此一来,它就可以携带更多的有效载荷,以及在火星表面实现更精确的着陆。但是NASA也表示,该装置也能够适应在地球(或其它行星)上的高海拔地区着陆。
LDSD项目将在火箭滑道、风洞、以及火箭动力飞行方面,进行一系列的充气减速和高级降落伞测试。
火箭滑道用于模拟火星着陆前的超音速飞行测试。
1/3大小的降落伞原型流体测试,地点位于美国航天局的艾姆斯研究中心(NASA Ames Research Center)。
LDSD在地球平流层测试四个阶段(高海拔剖面图)
“充气飞碟”有助于更大更重航天器的地外着陆。
LDSD项目旨在开发和测试两种尺寸的充气拖拉装置,以及一款全新的大型超音速降落伞。
NASA当前正在为LDSD项目开发三款装置,其中两个为充气飞碟,另一个则是非常巨大的超音速降落伞——20英尺(6米)宽的SIAD-R减速装置,主要面向机器人任务;而26英尺(8米)款的SIAD-E减速装置,则适合于载人任务。
在未开启状态,两款装置能够容纳在胶囊般大小的容器中。而在展开时,则能够实现从3.5马赫(4280KM/H或2660MPH),到2马赫(2450KH/H或1520MPH)的降速效果。然后,110英尺(33.5米)大的超音速降落伞,将把飞船进一步放缓至亚音速。
LDSD We Brake for Mars
通常情况下,这些装置需要在超音速风洞中进行测试。但由于LDSD项目的家伙都非常大只,所以美国宇航局只能计划在火箭滑道上进行。首轮测试定于今年6月份在夏威夷Kauai的太平台导弹靶场进行。
SIAD-R将在海拔120000英尺(37公里)的高度进行超音速降落伞实验,因为这里的空气密度与火星大气层相当。如果一切顺利,美国宇航局将最早在2020年部署LDSDs。