Catatan editor: Catatan tetamu ini ditulis oleh Andy Tomaswick, jurutera elektrik yang mengikuti sains dan teknologi ruang angkasa.
Salah satu tugas yang paling sukar dari misi manned masa depan ke Mars adalah untuk membawa angkasawan dengan selamat di darat. Kombinasi kelajuan tinggi yang diperlukan untuk perjalanan singkat di angkasa dan suasana Martian yang jauh lebih ringan menimbulkan masalah aerodinamik yang hanya dapat diselesaikan untuk kapal angkasa robotik setakat ini. Sekiranya seseorang akan berjalan di permukaan Mars yang berdebu, kita perlu mengembangkan teknologi Entry Descent and Landing (EDL) yang lebih baik terlebih dahulu.
Teknologi tersebut adalah sebahagian daripada pertemuan baru-baru ini di Lunar Planetary Institute (LPI), The Concepts and Approach for Mars Exploration, yang diadakan pada 12-14 Jun di Houston, yang memusatkan perhatian pada kemajuan terkini dalam teknologi yang mungkin dapat menyelesaikan masalah EDL.
Dari sekian banyak teknologi yang disajikan dalam pertemuan tersebut, kebanyakannya nampaknya melibatkan sistem bertingkat yang terdiri daripada beberapa strategi yang berbeza. Teknologi yang berbeza yang akan memenuhi tahap tersebut sebahagiannya bergantung pada misi dan semuanya masih memerlukan lebih banyak ujian. Tiga yang paling banyak dibincangkan adalah Hypersonic Inflatable Aerodynamic Decelerators (HIADs), Supersonic Retro Propulsion (SRP), dan pelbagai bentuk aerobraking.
HIAD pada dasarnya adalah pelindung haba yang besar, biasanya terdapat banyak jenis kapsul masuk berawak yang digunakan dalam 50 tahun terakhir ruang angkasa. Mereka bekerja dengan menggunakan luas permukaan yang besar untuk membuat seretan udara atmosfera yang cukup untuk melambatkan kapal yang bergerak ke kelajuan yang wajar. Oleh kerana strategi ini telah berjalan dengan baik di Bumi selama bertahun-tahun, adalah wajar untuk menerjemahkan teknologi itu ke Marikh. Terdapat masalah dengan terjemahannya.
HIAD bergantung pada ketahanan udara kerana kemampuannya untuk melambatkan kapal. Oleh kerana Mars mempunyai atmosfer yang jauh lebih tipis daripada Bumi, rintangan itu tidak begitu berkesan untuk melambatkan masuk semula. Kerana penurunan keberkesanan ini, HIAD hanya dipertimbangkan untuk digunakan dengan teknologi lain. Oleh kerana ia juga digunakan sebagai pelindung panas, ia mesti dilekatkan pada kapal pada awal masuk semula, ketika geseran udara menyebabkan pemanasan besar-besaran di beberapa permukaan. Setelah kenderaan menjadi perlahan di mana pemanasan tidak lagi menjadi masalah, HIAD dilepaskan untuk membolehkan teknologi lain mengambil alih sisa proses pengereman.
Salah satu teknologi lain adalah SRP. Dalam banyak skema, setelah HIAD dibebaskan, SRP bertanggungjawab terutamanya untuk memperlahankan kerajinan. SRP adalah jenis teknologi pendaratan yang biasa dijumpai dalam fiksyen sains. Idea umum sangat mudah. Jenis mesin yang sama yang mempercepat kapal angkasa untuk melepaskan diri dari halaju di Bumi dapat dipusingkan dan digunakan untuk menghentikan halaju itu ketika sampai ke suatu tujuan. Untuk melambatkan kapal, turunkan roket roket asal semasa masuk semula atau reka roket menghadap ke hadapan yang hanya akan digunakan semasa mendarat. Teknologi roket kimia yang diperlukan untuk strategi ini sudah dimengerti dengan baik, tetapi enjin roket berfungsi dengan berbeza ketika mereka bergerak dengan kecepatan supersonik. Lebih banyak ujian mesti dilakukan untuk merancang enjin yang dapat mengatasi tekanan halaju tersebut. SRP juga menggunakan bahan bakar, yang diperlukan oleh kapal untuk membawa seluruh jarak ke Mars, menjadikan perjalanannya lebih mahal. SRP kebanyakan strategi juga diketepikan pada suatu ketika semasa turun. Penurunan berat badan dan kesukaran keturunan terkawal semasa mengikuti tiang api ke lokasi pendaratan membantu membawa keputusan itu.
Setelah penggalak SRP hilang, dalam kebanyakan reka bentuk teknologi aerobraking akan mengambil alih. Teknologi yang biasa dibincangkan pada persidangan tersebut adalah balut, gabungan balon dan payung terjun. Idea di sebalik teknologi ini adalah untuk menangkap udara yang melaju melewati kapal pendaratan dan menggunakannya untuk mengisi balut yang ditambat ke kapal itu. Mampatan udara yang mengalir ke balut akan menyebabkan gas menjadi panas, sehingga menghasilkan belon udara panas yang mempunyai sifat mengangkat yang serupa dengan yang digunakan di Bumi. Dengan mengandaikan udara yang cukup masuk ke dalam balut, ia dapat memberikan perlambatan akhir yang diperlukan untuk menurunkan kapal pendaratan perlahan-lahan di permukaan Martian, dengan tekanan minimum pada muatan. Namun, jumlah keseluruhan teknologi ini akan melambatkan kapal bergantung pada jumlah udara yang dapat disuntik ke dalam strukturnya. Dengan udara lebih banyak balut yang lebih besar, dan lebih banyak tekanan pada bahan balut terbuat dari. Dengan pertimbangan tersebut, ia tidak dianggap sebagai teknologi EDL yang berdiri sendiri.
Strategi ini hampir tidak menggaru permukaan kaedah EDL yang dicadangkan yang dapat digunakan oleh misi manusia ke Marikh. Rasa ingin tahu, rover terbaru yang segera mendarat di Marikh, menggunakan beberapa, termasuk bentuk SRP unik yang dikenali sebagai Sky Crane. Hasil sistemnya akan membantu para saintis seperti yang ada di persidangan LPI menentukan rangkaian teknologi EDL apa yang paling berkesan untuk misi manusia ke Marikh pada masa hadapan.
Kapsyen gambar utama: Konsep Artis Hypersonic Inflatable Aerodynamic Decelerator memperlahankan kemasukan atmosfera kapal angkasa. Kredit: NASA
Kapsyen gambar kedua: Jet supersonik ditembakkan ke depan kapal angkasa untuk memperlahankan kenderaan semasa masuk ke atmosfer Mars sebelum penggunaan parasut. Imejnya adalah dari Mars Science Lab di Mach 12 dengan 4 jet retropropulsion supersonik. Kredit: NASA
Sumber: Konsep dan Pendekatan LPI untuk Eksplorasi Marikh
