Микрометеориты представляют опасность для любой миссии
Микрометеориты представляют собой потенциальную опасность для любой космической миссии, в том числе для программы НАСА «Возвращение образцов с Марса». Крошечные камни могут двигаться со скоростью до 50 миль в секунду. На таких скоростях «даже пыль может повредить космический корабль», — сказал Бруно Сарли, инженер НАСА из Центра космических полетов имени Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд. Сарли возглавляет команду, разрабатывающую щиты для защиты системы NASA Mars Earth Entry System от микрометеоритов и космического мусора. Недавно он отправился в лабораторию НАСА, предназначенную для безопасного воссоздания опасных столкновений, чтобы протестировать щиты команды и компьютерные модели.
Расположенная вдали от жителей и окруженная дюнами, Лаборатория удаленных сверхскоростных испытаний на испытательном полигоне NASA White Sands в Лас-Крусесе, штат Нью-Мексико, поддерживала все программы пилотируемых космических полетов от космического корабля "Шаттл" до "Артемиды". Лаборатория также поддерживает тестирование программ Международной космической станции, коммерческого экипажа и коммерческого снабжения. Лаборатория использует двухступенчатые легкогазовые пушки для разгона объектов до скоростей, которые имитируют удары микрометеоритов и орбитального мусора по защите космического корабля. На первой ступени в качестве метательного заряда используется порох, как и в стандартном ружье. На второй ступени используется сильно сжатый газообразный водород, который выталкивает газ в трубку меньшего размера, увеличивая давление в пистолете, как автомобильный поршень. Давление пушки становится настолько высоким, что оно сровняло бы здание с землей, если бы оно взорвалось. «Вот почему мы болтались в бункере во время теста», — сказал Сарли.
Лаборатория дистанционных испытаний гиперскорости НАСА оснащена четырьмя двухступенчатыми легкогазовыми пушками; две пушки калибра 0,17 (диаметр канала ствола 0,177 дюйма), 0,50 калибра (диаметр канала ствола 0,50 дюйма) и одна пушка калибра 1 дюйм (диаметр канала ствола 1,00 дюйма) на объекте. Диапазон 1 дюйм составляет 160 футов в длину, от порохового затвора до конца камеры мишени снаружи. Инженеры потратили три дня на подготовку к односекундному эксперименту. Они использовали лабораторную двухступенчатую газовую пушку среднего размера высокого давления (диапазон 50 калибров), которая стреляет небольшими пулями со скоростью от 16 до 22 футов в секунду. «На такой скорости вы могли бы добраться из Сан-Франциско в Нью-Йорк за пять минут», — сказал Деннис Гарсия, проводник-испытатель калибра 0,50 в Уайт-Сэндс. В то время как скорость шарика высока, микрометеориты летят в космосе в шесть-семь раз быстрее. В результате команда полагается на компьютерные модели для имитации реальных скоростей микрометеоритов. Более медленная скорость проверит способность их компьютерной модели имитировать удары по конструкциям их щитов и позволит команде изучить реакцию материала на такую энергию.
Mars Sample Return — это кампания, состоящая из нескольких миссий, предназначенная для сбора отобранных с научной точки зрения образцов горных пород и отложений, которые марсоход Perseverance собирает на поверхности Марса. Доставка этих образцов на Землю позволит ученым изучить их с помощью самых передовых лабораторных инструментов — тех, которые будут существовать в ближайшем десятилетии, и тех, которые появятся в последующие десятилетия. Кампания является одним из самых амбициозных начинаний в истории космических полетов, в котором участвуют несколько космических аппаратов, несколько запусков и несколько правительственных учреждений. Годдард в настоящее время проектирует и разрабатывает систему захвата, сдерживания и возврата, которая доставит пробирки для образцов с Марса обратно на Землю.
