Crédit d'image: NASA
C'était un peu difficile, mais Pathfinder est arrivé à la surface de Mars en 1997 en parfait état. Ces rovers ont une masse différente de celle de Pathfinder, alors les ingénieurs de la NASA sont retournés à la planche à dessin pour comprendre comment fabriquer des airbags qui se gonflent quelques secondes avant le toucher des roues et peuvent résister à un impact à des vitesses autoroutières.
Un des nombreux problèmes d'atterrissage sur une autre planète, après avoir déterminé où atterrir et la méthode pour y arriver, atterrit en toute sécurité. Pour JPL, un atterrissage en toute sécurité est «le nom du jeu», car les ingénieurs travaillent à préparer deux rovers pour le voyage vers Mars.
Les Mars Exploration Rovers dont le lancement est prévu en 2003 utilisent le même type de système d'atterrissage d'airbag que Mars Pathfinder utilisé en 1997. Les airbags doivent être suffisamment solides pour amortir le vaisseau spatial s'il atterrit sur des rochers ou un terrain accidenté et lui permet de rebondir sur Mars. surface à des vitesses d'autoroute après l'atterrissage. Pour ajouter à la complexité, les airbags doivent être gonflés quelques secondes avant le toucher des roues et dégonflés une fois en toute sécurité au sol.
«Les rovers 2003 ont une masse différente [que Sojourner, le rover Pathfinder], nous avons donc apporté des modifications à la conception de l'airbag», a déclaré John Carson, ingénieur averti. «Notre exigence est de pouvoir atterrir en toute sécurité sur un rocher s'étendant à environ un demi-mètre (environ 18 pouces) au-dessus de la surface. Des tests approfondis nous donnent un processus d'essais et d'erreurs avant la conception finale. »
Comment construire un meilleur airbag
Alors que la plupart des nouvelles automobiles sont désormais équipées d’airbags, les engins spatiaux ne le sont pas. Le tissu utilisé pour les nouveaux airbags Mars est un matériau synthétique appelé Vectran qui a également été utilisé sur Mars Pathfinder. Vectran a presque deux fois la résistance d'autres matériaux synthétiques, tels que le Kevlar, et se comporte mieux à basse température.
Le denier est un terme qui mesure le diamètre du fil utilisé dans le produit. Selon Dara Sabahi, architecte des systèmes mécaniques, il y aura six couches de 100 deniers de Vectran, léger mais résistant, protégeant une ou deux vessies intérieures du même matériau en 200 deniers. L'utilisation de 100 deniers signifie qu'il y a plus de tissu réel dans les couches extérieures où il est nécessaire, car il y a plus de fils dans le tissage.
Chaque mobile utilise quatre airbags à six lobes chacun, tous connectés. La connexion est importante, car elle aide à réduire certaines des forces d'atterrissage en gardant le système de sac flexible et sensible à la pression au sol. Le tissu des airbags n'est pas fixé directement sur le rover; des cordes qui sillonnent les sacs retiennent le tissu au rover. Les cordes donnent la forme des sacs, ce qui facilite le gonflage. En vol, les sacs sont rangés avec trois générateurs de gaz utilisés pour le gonflage.
Test, test, test
Étant donné que les airbags sont composés de plusieurs couches, une certaine déchirure des couches externes est acceptable et même attendue. Les ingénieurs testent les sacs pour s'assurer qu'il n'y aura pas de problèmes catastrophiques qui empêcheraient un atterrissage en toute sécurité.
Les tests des coussins gonflables Mars sont effectués dans la plus grande chambre à vide du monde à la station Plum Brook du Glenn Research Center de la NASA, dans l'Ohio. «L'installation de Plum Brook est assez impressionnante, avec toutes les personnes qui l'exploitent», a déclaré Carson.
La chambre d'essai utilisée pour les essais mesure un peu plus de 30 mètres (100 pieds) de diamètre et environ 37 mètres (120 pieds) de hauteur - suffisamment grande pour que trois voies ferrées la traversent. Un vaisseau spatial d'essai et un système d'airbag pesant environ 535 kilogrammes (environ 1 180 livres) sont accélérés avec un système de corde élastique sur une plate-forme avec des roches qui se rapprochent de la surface de Mars. La chute se fait à la vitesse d'atterrissage, environ 20 à 24 mètres (yards) par seconde.
Les tests sont documentés de manière approfondie avec des caméras haute vitesse et vidéo, en plus des inspections visuelles. Les ingénieurs ont même construit un dôme clair, parsemé de roches, doté d'une caméra qui documente les tests à partir d'une vue à pic. Pendant les tests, une équipe d'ILC Dover, le fabricant de l'airbag, se tient prêt à effectuer des réparations rapides et à noter les changements nécessaires.
«Nous effectuons des tests approfondis», a déclaré Tom Rivellini, architecte adjoint des systèmes mécaniques. «Nous voulons briser le sac sur Terre, pas sur Mars. Si nous voyons une déchirure inattendue ou trop profonde, nous pouvons apporter des modifications maintenant [avant la conception finale]. »
Carson a ajouté: "Nous allons passer en revue toutes les données que nous avons accumulées jusqu'à présent, faire d'autres tests et décider d'une configuration de conception."
Et puis sur Mars en 2003!
