Dalam beberapa dekad yang akan datang, sejumlah misi dirancang untuk Mars, yang merangkumi cadangan untuk menghantar angkasawan ke sana untuk pertama kalinya. Ini menghadirkan banyak cabaran logistik dan teknikal, mulai dari jarak yang sangat banyak hingga perlunya peningkatan perlindungan terhadap radiasi. Pada saat yang sama, ada juga kesulitan mendarat di Planet Merah, atau apa yang disebut sebagai "Mars Curse".
Untuk merumitkan masalah lebih banyak lagi, ukuran dan jumlah misi masa depan (terutama kapal angkasa yang berawak) akan melebihi kemampuan teknologi kemasukan, keturunan, dan pendaratan (EDL) semasa. Untuk mengatasi hal ini, sepasukan saintis aeroangkasa mengeluarkan sebuah kajian yang menunjukkan bagaimana pertukaran antara daya tarikan brek ketinggian rendah dan sudut jalur penerbangan dapat memungkinkan misi berat mendarat dengan selamat di Marikh.
Kajian, yang baru-baru ini muncul di Jurnal Kapal Angkasa dan Roket, dikarang oleh Christopher G. Lorenz dan Zachary R. Putnam - seorang penyelidik dengan The Aerospace Corporation dan penolong profesor kejuruteraan aeroangkasa di University of Illinois, masing-masing. Bersama-sama, mereka menyelidiki strategi pendaratan yang berbeza untuk melihat yang dapat mengatasi "Mars Curse".
Ringkasnya, mendarat di Mars adalah perniagaan yang sukar, dan hanya 53% kapal angkasa yang dihantar ke sana sejak tahun 1960-an berhasil sampai ke permukaan. Sehingga kini, kenderaan paling berat untuk berjaya mendarat di Marikh adalah Rasa ingin tahu rover, yang beratnya 1 metrik tan (2.200 lbs). Di masa depan, NASA dan agensi ruang angkasa lain merancang untuk mengirim muatan dengan jumlah yang berkisar antara 5 hingga 20 tan, yang melebihi strategi EDL konvensional.
Dalam kebanyakan kes, ini terdiri daripada kenderaan yang memasuki atmosfer Martian dengan kelajuan hipersonik hingga Mach 30 dan kemudian perlahan dengan cepat kerana geseran udara. Sebaik sahaja sampai di Mach 3, mereka menggunakan parasut dan menembak retrorocket mereka untuk melambatkan lebih jauh. Masalah dengan misi yang lebih berat, menurut Putnam, adalah bahawa sistem payung terjun tidak skala dengan baik dengan peningkatan jisim kenderaan.
Malangnya, mesin retrorocket membakar banyak propelan, yang menambah keseluruhan jisim kenderaan - yang bermaksud kenderaan pelancaran lebih berat diperlukan dan misi akhirnya memerlukan kos lebih tinggi. Di samping itu, semakin diperlukan kapal angkasa yang lebih maju, semakin sedikit volume yang dapat digunakan untuk muatan, muatan, dan kru. Seperti yang dijelaskan oleh Prof Putman dalam siaran akhbar Illinois Aerospace:
"Idea baru adalah menghilangkan parasut dan menggunakan mesin roket yang lebih besar untuk turun ... Ketika kenderaan terbang secara hipersonik, sebelum mesin roket ditembakkan, beberapa lift dihasilkan dan kita dapat menggunakan lift tersebut untuk kemudi. Sekiranya kita memindahkan pusat graviti supaya tidak dikemas secara seragam, tetapi lebih berat di satu sisi, ia akan terbang pada sudut yang berbeza. "
Sebagai permulaan, Lorenz dan Putnam menyiasat perbezaan tekanan yang berlaku di sekitar kenderaan ketika melanda atmosfer Mars. Pada asasnya, aliran di sekitar kenderaan berbeza di bahagian atas daripada di bahagian bawah kenderaan, yang mewujudkan pengangkatan dalam satu arah. Kehidupan ini dapat digunakan untuk mengarahkan kenderaan kerana ia melambat di atmosfer.
Seperti yang dijelaskan Putnam, kapal itu boleh menggunakan retoroketnya pada saat ini untuk mendaratkan kapal dengan tepat, atau dapat menghemat pendorongnya untuk mendarat sebanyak mungkin massa - atau keseimbangan antara keduanya dapat dicapai. Pada akhirnya, ini adalah persoalan di ketinggian berapa anda menembakkan roket. Seperti yang dinyatakan Putnam:
"Persoalannya adalah, jika kita tahu kita akan menyalakan mesin turun di, katakanlah, Mach 3, bagaimana kita harus mengarahkan kenderaan secara aerodinamik dalam rejim hipersonik sehingga kita menggunakan jumlah propelan minimum dan memaksimumkan jisim muatan yang boleh kita sampaikan? Untuk memaksimumkan jumlah jisim yang kita dapat [mendarat] di permukaan, ketinggian di mana anda menyalakan enjin turun adalah penting, tetapi juga sudut yang dibuat oleh vektor halaju anda dengan cakrawala - betapa curamnya Anda masuk. "
Di sinilah terdapat satu lagi aspek penting dalam kajian ini, di mana Lorenz dan Putnam menilai bagaimana memanfaatkan vektor lif dengan sebaik-baiknya. Apa yang mereka dapati adalah yang terbaik untuk memasuki atmosfer Mars dengan vektor lift menunjuk ke bawah sehingga kenderaan itu menyelam, dan kemudian (bergantung pada waktu dan halaju) untuk menghidupkan lift dan terbang di ketinggian rendah.
"Ini membolehkan kenderaan menghabiskan lebih banyak waktu terbang rendah di mana ketumpatan atmosfera lebih tinggi," kata Putnam. "Ini meningkatkan daya tarik, mengurangi jumlah tenaga yang harus dikeluarkan oleh mesin keturunan."
Kesimpulan kajian ini dapat memaklumkan misi masa depan ke Marikh, terutama yang berkaitan dengan kapal angkasa berat yang mengangkut kargo dan kru. Walaupun strategi EDL ini akan membuat pendaratan yang lebih menegangkan, kemungkinan kru mendarat dengan selamat dan tidak menyerah pada "Great Galactic Ghoul".
Di luar Marikh, kajian ini dapat memberi implikasi untuk mendarat di badan Suria lain yang mempunyai atmosfera tipis. Pada akhirnya, strategi Lorenz dan Putnam mengenai entri hipersonik dan daya brek ketinggian rendah dapat membantu misi yang dikerahkan ke semua jenis benda langit.
