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La entrada a la atmósfera de Marte es la entrada a la atmósfera de Marte . La entrada a alta velocidad en el aire marciano crea un plasma de CO 2 -N 2 , a diferencia del O 2 -N 2 que se produce en el aire terrestre. [1] La entrada a Marte se ve afectada por los efectos radiativos del gas CO 2 caliente y el polvo marciano suspendido en el aire. [2] Los regímenes de vuelo para los sistemas de entrada, descenso y aterrizaje incluyen aerocaptura, hipersónico, supersónico y subsónico. [3]
Los sistemas de protección térmica y la fricción atmosférica se han utilizado históricamente para reducir la mayor parte de la energía cinética que se debe perder antes del aterrizaje, con paracaídas y, a veces, un poco de retropropulsión final utilizada en el aterrizaje final. Se está investigando la retropropulsión a gran altitud y alta velocidad para futuros vuelos de transporte que aterricen cargas más pesadas.
Por ejemplo, la sonda Mars Pathfinder entró en la atmósfera en 1997. [4] Unos 30 minutos antes de la entrada, la etapa de crucero y la cápsula de entrada se separaron. [4] Cuando la cápsula chocó contra la atmósfera, desaceleró de unos 7,3 km/s a 0,4 km/s (16.330 mph a 900 mph) en tres minutos. [4] Mientras descendía, el paracaídas se abrió para reducir aún más la velocidad y, poco después, se soltó el escudo térmico. [4] Durante la entrada, se transmitió una señal a la Tierra, incluidas señales de semáforo para eventos importantes. [4]
Un desacelerador desplegable como un paracaídas puede reducir la velocidad de una nave espacial después de un escudo térmico. [5] Normalmente se ha utilizado un paracaídas de banda de separación de disco, pero otra posibilidad son los dispositivos de entrada inflables de arrastre o adjuntos. [5] Los tipos inflables incluyen esfera con valla , lágrima con valla , isotensoide , toro o cono de tensión y los tipos adjuntos incluyen isotensoide , cono de tensión y cono romo toroidal apilado . [5] Los investigadores de la era del Programa Vikingo fueron los verdaderos pioneros de esta tecnología, y el desarrollo tuvo que reiniciarse después de décadas de abandono. [5] Esos últimos estudios han demostrado que el cono de tensión , el isotensoide y el toro apilado pueden ser los mejores tipos a seguir. [5]
La sonda MetNet de Finlandia podría utilizar un escudo de entrada expandible si se la envía. [6] El aire marciano también se puede utilizar para el frenado aerodinámico a velocidad orbital ( aerocaptura ), en lugar de para el descenso y el aterrizaje. [1] La retropropulsión supersónica es otro concepto para reducir la velocidad. [7]
La NASA está llevando a cabo investigaciones sobre tecnologías de desaceleración retropropulsiva para desarrollar nuevos enfoques para la entrada atmosférica en Marte. Un problema clave con las técnicas de propulsión es el manejo de los problemas de flujo de fluidos y el control de actitud del vehículo de descenso durante la fase de retropropulsión supersónica de la entrada y la desaceleración. Más específicamente, la NASA está llevando a cabo estudios de recopilación de datos de sensores infrarrojos de imágenes térmicas de las pruebas de descenso controlado del cohete de SpaceX que están en curso actualmente, a partir de 2014 . [8] El equipo de investigación está particularmente interesado en el rango de altitud de 70 a 40 kilómetros (43 a 25 millas) de la "quema de reentrada" de SpaceX en las pruebas de entrada a la Tierra del Falcon 9, ya que este es el "vuelo propulsado a través del régimen de retropulsión relevante para Marte" que modela las condiciones de entrada y descenso de Marte, [9] aunque SpaceX, por supuesto, también está interesado en la quema final del motor y el aterrizaje retropropulsivo a menor velocidad , ya que es una tecnología crítica para su programa de desarrollo de refuerzos reutilizables que esperan utilizar para aterrizajes en Marte en la década de 2020. [10] [11][actualizar]
Los siguientes datos fueron recopilados para el Laboratorio Científico de Marte ( el rover Curiosity ) por el equipo de Entrada, Descenso y Aterrizaje del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA . Proporciona una cronología de los eventos críticos de la misión que ocurrieron en la tarde del 5 de agosto PDT (temprano el 6 de agosto EDT). [12]
El equipo EDL de Curiosity publica una cronología de los hitos de la misión (representados en este concepto artístico) que rodean el aterrizaje del explorador de Marte.
Arte conceptual de un módulo de aterrizaje en Marte a medida que se acerca a la superficie, que ilustra por qué es importante identificar un lugar de aterrizaje seguro. [13]
los requisitos para devolver una primera etapa aquí en la Tierra de manera propulsiva, y luego... los requisitos para aterrizar cargas útiles pesadas en Marte, hay una región donde los dos se superponen, están uno encima del otro... Si comienzas con un vehículo de lanzamiento y quieres hacerlo descender de manera controlada, terminarás operando ese sistema de propulsión en el régimen supersónico a las altitudes adecuadas para brindarte condiciones relevantes para Marte.
