Loading article…
.jpg/500px-HiRISE_Captured_Perseverance_During_Descent_to_Mars_(cropped).jpg)
火星大気圏突入は、火星の大気圏への突入である。火星の大気圏への高速突入により、地球の大気圏のO 2 -N 2とは対照的に、 CO 2 -N 2プラズマが発生する。 [1]火星への突入は、大気中に浮遊する高温のCO 2ガスと火星の塵の放射効果の影響を受ける。 [2]突入、降下、着陸システムの飛行方式には、エアロキャプチャ、極超音速、超音速、亜音速がある。[3]
概要
これまで、着陸前に失われる運動エネルギーの大部分を削減するために、熱保護システムと大気摩擦が使用されてきました。これにはパラシュートや、場合によっては最終着陸時に 最後の逆推進が使われます。高高度高速逆推進は、より重い貨物を着陸させる将来の輸送飛行のために研究されています。
例えば、マーズ・パスファインダーは1997年に地球に突入した。[4]突入の約30分前に、巡航段階と突入カプセルが分離した。[4]カプセルが大気圏に突入すると、3分かけて約7.3 km/sから0.4 km/s（時速16,330マイルから900マイル）に減速した。[4]降下するとパラシュートが開いてさらに減速し、その後すぐに耐熱シールドが解放された。[4]突入中は、重要なイベントのための腕木信号など、信号が地球に中継された。 [4]
-
さまざまな火星着陸機の高度（y軸）と速度（x軸）の比較 -
-
MSLヒートシールド -
火星の表面に残された MER-B の廃棄された熱シールド。
宇宙船のリスト
- 火星2号（1971年） - 大気圏に突入したが墜落
- 火星3号（1971年） - 大気圏に突入し、軟着陸、表面から20秒間のデータ送信後に行方不明
- 火星6号（1973年） - 大気圏に突入したが墜落
- バイキング1号（1976年） – 着陸成功
- バイキング2号（1976年） – 着陸成功
- マーズ・パスファインダー（1997年） – 着陸成功
- ビーグル2号– 行方不明、着陸が確認されたが2015年に遺棄された
- MER-A「スピリット」 – 着陸成功
- MER-B「オポチュニティ」 – 着陸成功
- 火星極地着陸機（失われた）
- ディープ・スペース2（失われた）
- フェニックス着陸船– 着陸成功
- 火星科学実験室（キュリオシティ探査車） – 着陸成功
- スキアパレリ EDM 着陸船(紛失)
- インサイト着陸機（2018年） – 着陸成功
- 火星2020（パーサヴィアランス探査車とインジェニュイティヘリコプター） – 着陸成功
- 天問1号着陸機と遠隔カメラ、珠容ローバーが着陸に成功
テクノロジー
パラシュートのような展開式減速装置は、耐熱シールドの後で宇宙船を減速させることができる。[ 5]一般的にはディスクギャップバンドパラシュートが使用されているが、別の可能性としては、トレーリング式またはアタッチ式の膨張式突入装置がある。[5]膨張式の種類には、フェンス付き球、フェンス付きティアドロップ、アイソテンソイド、トーラス、またはテンションコーンがあり、アタッチ式の種類にはアイソテンソイド、テンションコーン、およびスタックトロイド鈍角コーンがある。[5]バイキング計画時代の研究者たちは、この技術の真の先駆者であり、何十年にもわたる放置の後、開発を再開しなければならなかった。[5]最新の研究では、テンションコーン、アイソテンソイド、およびスタックトラスが追求すべき最良のタイプである可能性があることが示された。 [5]
フィンランドのメットネット探査機は、もし送られるなら、拡張可能な進入シールドを使用するかもしれない。[6]火星の空気は、降下と着陸ではなく、軌道速度へのエアロブレーキング（エアロキャプチャ）にも使用できる。 [1]超音速逆噴射は、速度を下げるための別の概念である。[7]
NASA は、火星の大気圏突入への新しいアプローチを開発するために、逆噴射減速技術の研究を行っています。推進技術における重要な問題は、突入と減速の超音速逆噴射段階における流体の流れの問題と降下機の姿勢制御に対処することです。より具体的には、NASA は、2014 年現在進行中のSpaceXブースター制御降下テストの熱画像赤外線センサー データ収集研究を行っています。[8] 研究チームは、ファルコン9地球突入試験におけるSpaceXの「再突入燃焼」の高度70〜40キロメートル（43〜25マイル）の範囲に特に興味を持っています。これは、火星への突入と降下条件をモデル化した「火星関連の逆推進領域での動力飛行」だからです。[9]もちろん、SpaceXは最終的なエンジン燃焼と低速逆推進着陸にも興味を持っています。これは、2020年代の火星着陸に使用することを望んでいる再利用可能なブースター開発プログラムにとって重要な技術だからです。[10] [11] [アップデート]
例
火星科学実験室
以下のデータは、NASAジェット推進研究所の突入・降下・着陸チームによって火星科学実験室（キュリオシティ探査車）のためにまとめられたものである。8月5日PDT夜（8月6日EDT早朝）に発生した重要なミッションイベントのタイムラインを提供している。[12]
キュリオシティの EDL チームは、火星探査車の着陸に関連するミッションのマイルストーンのタイムライン (このアーティストの概念図に描かれている) を公開しました。
着陸地点の特定
火星着陸船が表面に接近するコンセプトアート。安全な着陸地点を特定することがいかに重要かを示している。[13]
参照
参考文献
- ^ ab J. Louriero 他 - 「プラズマ物理センターにおける大気圏突入研究」 2011-01-20 にWayback Machineでアーカイブ
- ^ Haberle, Robert M.; Houben, Howard C.; Hertenstein, Rolf; Herdtle, Tomas (1993). 「火星の境界層モデル: バイキング着陸機および突入データとの比較」.大気科学ジャーナル. 50 (11): 1544–1559. doi : 10.1175/1520-0469(1993)050<1544:ABLMFM>2.0.CO;2 . ISSN 0022-4928.
- ^ 将来の火星突入、降下、着陸システムのための超音速逆推進の開発 2012-02-27 にWayback Machineでアーカイブ(.pdf)]
- ^ abcde 火星パスファインダーの大気圏突入戦略 - NASA
- ^ abcde BP Smith 他 - インフレータブル空力減速機技術開発の歴史的レビュー 2012-04-24 にWayback Machineでアーカイブ
- ^ MetNet EDLS [永久リンク切れ]
- ^ ホッピー・プライス - 火星への厳格な有人ミッション (2009) - JPL
- ^ Morring, Frank Jr. (2014-10-16). 「NASA、SpaceXが超音速逆推進に関するデータを共有：データ共有契約はSpaceXのFalcon 9の地球への着陸とNASAの火星への人類の着陸を支援する」Aviation Week。2014-10-18に取得。
地球上で第1段階を推進力で帰還させる要件、そして…火星に重いペイロードを着陸させる要件、この2つが重なり合う領域があります。…打ち上げロケットから始めて、それを制御された方法で降ろしたい場合、火星に関連する条件を実現するために、適切な高度で超音速領域で推進システムを運用することになります。
- ^ 「新たな商業ロケット降下データがNASAの将来の火星着陸に役立つ可能性、第14-287号」NASA。2014年10月17日。 2014年10月19日閲覧。
- ^ イーロン・マスク（2017年9月29日）。「Becoming a Multiplanet Species（多惑星種になる）」。オーストラリア、アデレードで開催された国際宇宙会議第68回年次会議（ビデオ）。SpaceX 。 2018年1月2日閲覧– YouTube経由。
- ^ Dent, Steve (2017年9月29日). 「イーロン・マスクの火星夢は巨大な新型ロケットにかかっている」. Engadget . 2018年1月2日閲覧。
- ^ NASA - キュリオシティ着陸時のタイムラインミッションのマイルストーン
- ^ 「探査画像 S91-25383」NASA、1991年2月。2007年8月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。
さらに読む
- 火星探査ローバーによる大気圏突入プロファイル (.pdf)
- 火星大気圏突入時の塵の影響の概要 (.pdf)
- 火星への安全な着陸の確保 - Nature 2009