הכנת משימה אנושית למאדים היא אחת המחויבויות השאפתניות ביותר בהיסטוריה של אווירו-מרחב.המסע משתרע על מאות מיליוני קילומטרים, חשיפת חלליות ורכיביהן לקרינה קיצונית, תנודות טמפרטורה ולחץ מכני ממושך.פעם על פני השטח מאדים, הציוד חייב לתפקד באקלים דק, פחמן-מתוחכם, תחת הפצצות קבועות על ידי קרינה קוסמית, ובמהלך סערות עונתיות שיכולות לבחון כל חודש אחר של אלקטרוניקה, אפילו טיפולית, או צורך בטכניקות מהירות-ידי כדור הארץ, או בטכניקות מיוחדות, או בטכניקות של כדור הארץ, או ממערכות בעלות פחמן-או-או-או-אוויר-או-אוויר-או-או-או-או-או-או-או-אוויר-אוויר-אוויר-אוויר-מסוגריות, אשר דורשות, אשר דורשות-או-או-או-או-או-או-מסוגריות-אוויר-אוויר-אוויר-אוויר-אוויר-אוויר-אוויר-אוויר-אוויר-מסוגריות, תוך-אוויר-מסוגריות, אשר דורשות, על-טווח קבועות, על-ידי קרינה-מסוג של כל-או-אוויר-אוויר-אוויר-טווח-אוויר-אוויר-אוויר-ידי כדור-אוויר-אוויר-

תנאי סביבה ייחודיים על מאדים ובמהלך המעבר

הסביבה מאדים מציגה שילוב של מתחים שנמצאו לעתים רחוקות יחד במערכת השמש.במהלך שלב השייט, החללית נחשפת לריק של חלל בין כוכבי הלכת, אולטרה סגולה סולארית וקרינת חלקיקים, וקיצוניות הטמפרטורה החל מ- 120 מעלות צלזיוס בצל החללית עד 120 מעלות צלזיוס באור השמש הישיר, אך ורק לאחר שעל פני השטח, ניתן לרדת מתחת ל-140 מעלות צלזיוס, אך ורק ל- 6 מעלות צלזיוס, בעוד שכמות המים הממוצעת היא בגובה של מים נמוכה, היא בערך ב- 6 מעלות צלזיוס, בעוד שגובהו של מים מתחת למים.

מעבר לטמפרטורה ולחץ, מאדים ידוע לשמצה בשל אבקו.חלקיקים העשירים ביותר ב- Iron-oxide הופכים ל- אלקטרוסטטיים מואשםים ויכולים להיצמד אל פני השטח, לאטום חודרים, ומציינים חלקים נעים במהלך סופות אבק גלובליות, הנראות טיפות עד אפס, לוחות סולאריים יכולים להיות מכוסים, והתחממות אטמוספרית יכולה להיות מדביקה מערכות הגנה תרמיות.

המונחים: Marsan Conditions in Test Chambers

אכילת ספקטרום מלא של תנאי מאדים על פני כדור הארץ היא אתגר הנדסי עצום. מתקנים מיוחדים משלבים ואקום, תרמי וקרינה כדי לחקות הן את סביבות השייט והן על פני השטח.לדוגמה, ה-FLT:0Jet Propulsion מעבדה של מאדים יארדFLT:1 משתמש תאי גזע תרמיים שיכולים להגיע ללחץ מתחת ל 10-6 עד טמפרטורות ומ-180 מעלות צלזיוס כדי לסימולציה של אלפי מחזורי אופניים תרמיים.

בדיקת Vacuum ו- Low-Pressure

תאים בלחץ נמוך לא רק לפנות גזים אטמוספריים, אלא גם למנוע זיהום חלקיקים המבוססים על כדור הארץ.עבור בדיקת פני השטח של מאדים, התא הוא בדרך כלל מלא פחמן דו חמצני בסביבות 6 עד 10 מ"מ כדי לשכפל את האווירה הדקה.זה קריטי לבדיקת פריסה פרכטית, ביצועי מגן חום, ואת ההתנהגות של החותמות ו lubricants כי לא חייב גז או קר בוואקום.

אופניים חמים וזעזוע

(המתיקים חייבים לשרוד שינויים מהירים בטמפרטורה כאשר החללית נעה מאור השמש לתוך צל.תאים אופניים ארסיים יכולים לייצר נדנדה של כמה מאות מעלות לדקה.עבור משימות פני השטח של מאדים, פרופיל הבדיקה כולל מחזורים חוזרים בין -130 מעלות צלזיוס (לילה) ו +30 מעלות צלזיוס (יום), לעתים קרובות עבור אלפי מחזורים כדי להבטיח מפרקים מוכרים, מבנים מורכבים, ולוחים אלקטרוניים אינם עייפים.

קרינה Simulation

קרינה מקרני קוסמים גלקטיים ואירועים חלקיקים סולאריים יכולים להרגיז אלקטרוניקה, תאים סולאריים מדרגים, ופולימרים אמבריים.בדיקה כרוכה בחשיפת רכיבים לפרוטון, אלקטרונים, ושפע כבד של דבורים במתקנים כגון: מדדים של קרינה חללית FLT:0ANASA (NSRL) FLT:1 במעבדה הלאומית ברוקהייבן או LTF:2 סוכנות החלל האירופית אפקטים של מהנדסי-SEST (D) כולל השפעות קרינה בודדות על פני מחזור חיים (NSD)

יכולת ויציבות תחת לחץ קיצוני

הבחירה של חומרים למשימות מאדים מוגבלת על ידי מסה, כוח, תכונות תרמיות, והתנגדות לקרינה ואבק. ⁇ אווירוspace מסורתיות כמו אלומיניום טיטניום נפוצים, אבל מקרשים חדשים, קרמיקה, וסגסוגת של סגסוגת של מטרמה צורה משמשים יותר ויותר.

קרינה Degradation

פולימרים רבים, כגון קטון ו Teflon, משמשים ל בידוד וחיפוש, אבל הם מתפוגגות תחת חשיפה לטווח ארוך קרינה.בדיקה כרוכה בהזדקנות מואצת בגמא או אלקטרון beam irradiators, ואחריו בדיקות מכניות וחשמליות כדי להבטיח שהחומר לא הופך לערעור או לאבד כוח הידרואלקטרי.

עייפות תרמית ו Creep

חסידיו הפועלים ליד מקורות חום - כמו רדיואיזוטופים תרמואלקטריים גנרטורים (RTGs) או מניעים מונעים - חייבים לעמוד הן בטמפרטורות גבוהות והן בהתרחבות תרמית חוזרת על עצמה.בדיקת טמפרטורות גבוהות מבוצעת עבור לוחות זמנים ארוכים הרבה יותר מאשר המשימה בפועל כדי להסביר את עיוות איטי.

אבק בטן ואלקטרוסט אדה

אבק מאדים חד, בסדר, ואלקטרוסטטיקלי של בדיקות אבק בתוקפנות כרוך חשיפת חומרי חותם ומשטחי נושא כדי לדמות regolith (JSC Mars-1 סימולטור) בתאים בלחץ נמוך.רוטרי חותמות על זרועות רובוטיות וכוננים סולאריים נבדקים עבור אלפי סיבובים תוך הפצצות עם חלקיקים בסדר.

בדיקה במיקרוגרביטציה וגבימיות חלקית

Many components behave differently in reduced gravity. Valves, fluid loops, combustion chambers, and even simple mechanical switches can exhibit unexpected responses when the force of gravity is removed or lowered. Full microgravity (zero-g) is typically achieved on parabolic flights or aboard the International Space Station (ISS). For Mars partial gravity (0.38 g), engineers sometimes use reduced-gravity aircraft flying parabolic arcs that generate the required acceleration profile.

התנהגות פלוגת ומניעה

ניהול מפיץ בטנקים מאתגר במיוחד.במיקרוגרביטציה, נוזלים אינם מתיישבים בתחתית, מה שמקשה על מנת להבטיח זרימה ללא גז למנועי.בדיקה כרוכה באמצעות סימולטורים במגדלי טיפות או על ISS. עבור Mars Falls ו-ISS, ייתכן שמנועי יאלצו לירות בסביבה דלת-כבידה עם אבקה מעל פני השטח - תרחיש שקשה לשכפל על פני כדור הארץ.

גורמי אנוש ותמיכה בחיים

עבור משימות מאוישות, מערכות בקרה סביבתיות ותמיכה בחיים (ECLSS) חייבות לפעול באופן אמין הן במיקרו-כבידה במהלך המעבר והן בכובד ראש חלקי על מאדים.בדיקה כוללת מחזור מים, שחזור אוויר ומערכות ניהול פסולת על ISS והן בטיסות פרבוליות.

אתגרים ספציפיים לכניסה, ירידה ו Landing (EDL)

אולי האתגר הדרמטי ביותר הוא EDL. אטמוספירה מאדים, אם כי דק, עבה מספיק כדי לייצר חימום אווירודינמי משמעותי במהלך הכניסה היפרוזיאנית - טמפרטורות נרחבות מעל 1500 מעלות צלזיוס - אבל רזה מדי עבור מצנחים לבד כדי להאט את הרכב למהירות נחיתה בטוחה.בדיקה כוללת מנהרות רוח מהירות גבוהה, מתקני קשת להגנה תרמית, וירידה מגבהים גבוהים באמצעות בלונים או מסוקים.

מגן חום וחומרים

חומרים מובנים כמו PICA (Phenolic Impregated Carbon Ablator) חייבים להיבדק במתקני קשת-ג'ט שמשכפלים את גלי החום ואת תנאי הרהר של כניסת מאדים:0Radiant Heat Facility במרכז מחקר Ames מחקר ®FLT:1 ואת FLT:2Large Shock ב Sandia National Laboratories:0Radiant Heat Facility ב-Acroatings כדי לבחון ביצועים מרובים של שפעתx.

⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

על פי המהירויות העל-קוליות באטמוספירה הדקה.בדיקה כוללת מזחלות טילים, שיגורי בלון מגבהים גבוהים ואפילו קול רקטות.ה-FLT:0 מתקדמות ניסוי מחקר קיסרי (PIRE)FLT:1 נבדקו באופן שיטתי עיצובים חדשים של מצנחים באמצעות רקטות Black Brant IX.

רדאר ולידר ל- Terrain Sensing

לנדרינג על מאדים דורש מהירות מדויקת וגובה חישה. Radar ומערכות לידר נבדקים על פני השטח מדומים של מאדים - שימוש סלעים, מכתשים, משטחים מתפתלים - בטווחים מקילומטרים עד מטרים.ה-0Mars Lidar Testing טווח ב-JPLFLT:1 משתמש מסוק גבוה כדי לשאת את הכלי מעל ללעג שדה פחמן דו-חמצני חייב גם לבדוק את הביצועים הנמוכים של אבק 2.

מערכות מניעה: אמינות בתנאים קיצוניים

(הנעה למשימות מאדים כוללת גם מערכות כימיות וחשמליות.לקרקעים וכלי רכב ריכוזיים, יש לאפשר להפעלה מחדש לאחר תקופות ארוכות בניסויי ואקום קרים, כולל בדיקות אש חמות בתאי ואקום המדמים את הסביבה הנמוכה של החלל ואת האווירה מאדים.ה-FLT:0Stennis SpaceFLT:1 ו-FLT2: Marhalls Space Flights for the Small-FLTs-upal Force for the Subcaps.

In-Situ Resource Utilization (ISRU)

משימות עתידיות עשויות לייצר מתאן וחמצן ממשאבים מאדים.בדיקת הייצור, האחסון והבעירה של המדחףים הללו בתנאים דמויי מאדים היא גבול חדש.כורים בקנה מידה קטן מנוהלים תחת לחץ נמוך וטמפרטורה כדי לאמת את התשואות, הטוהר והבטיחות.

בדיקות תוכנה ואוטונומיה

רכיבים אוויריים נשלטים יותר ויותר על ידי תוכנה.עבור משימות מאדים, עיכוב התקשורת (4 עד 24 דקות דרך אחת) פירושו כי אישורים ובתי גידול חייבים לפעול באופן אוטונומי.בדיקת תוכנה באמצעות אלפי ימי פעילות מדומים - כולל הזריקה, חיישן, ושטח בלתי צפוי - הוא חיוני.ה-FLT:0Mars Surface התפעול Simulation ב-JPLFrea 1LT משתמש במעבדה פיזית מדויקת עם חול רובוטי ופתרון נשק ופתרון נשק מציאותי תחת אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים ואלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים של אלגוריתמים ומנגנוני תאורה.

עלויות, לוח זמנים, פידלון: הנטל בבדיקה

אחד האתגרים הגדולים ביותר הוא איזון הצורך בבדיקות נאמנות גבוהה עם מגבלות התקציב והתוכנית. תוכניות בדיקה יכול לצרוך חלק משמעותי של העלות הכוללת של המשימה - לעתים קרובות 20-30% עבור ספינת הדגל מאדים rover. מהנדסים חייבים להחליט כמה מאמרים בדיקה לבנות, כמה מחזורים סביבתיים לרוץ, וכמה ביסודיות כדי לאמת כל מצב כשל.

כיוונים עתידיים: חומרים מתקדמים ובדיקה וירטואלית

הדור הבא של משימות מאדים, כולל חקר אנושי, ידרוש עוד רכיבים חזקים יותר.מחקר נמשך לחומרים של שימור עצמי, אלקטרוניקה רווי קרינה שנבנה על סיליקון קרביד, ומערכות הגנה תרמיות שיכולות לעמוד במספר ערכים (עבור מקרקעין הניתנים לחזרה) בדיקות וירטואליות בסביבות סימולציה נאמנות גבוהה הופכת לסטנדרט למבחנים פיזיים.

ייצור אדקטיבית (3D הדפסה) גם מפחית את הצורך בחלקים בודדים ומאפשר ייצור על פי דרישה במהלך משימה. עם זאת, כל רכיב מודפס צריך להיבדק עבור עקביות חומרית וכוח מכני בסביבת היעד. נאס"א כבר בדק חלקי מנועים 3D מודפסת והוא מפתח מדפסת עבור ISS אשר בסופו של דבר ניתן לשלוח למאדים.

מסקנה

בדיקת רכיבי חלל עבור משימות מאדים נותרה אחת מתוכניות ההנדסה התובעניות ביותר.שילוב של קרינה מהחלל העמוק, טמפרטורות קיצוניות, לחץ נמוך, אבק חודרני, וכוח הכבידה מופחת יוצר משטר בדיקה המפרק מתקנים והמתודולוגיות הנוכחיים. ובכל זאת כל משימה - החל מפתק ועד לפשטות של פעילות המדגם המתקרבת - דחקה את הגבולות של מה שאנחנו יכולים לדמות ולאמת את התוכניות לניסויים האנושיים, אך ורק לפרוטוקולים חדשים של מערכת ההפעלה הבלתי פוסקת, ממשיכה לפתח את החומרים התקינה של מאדים, ולפתח את המתקדמים ביותר, ולפתח את המתקדמים ביותר, ולפתח את המתקדמים ביותר, ולפתח את המתקדמים ביותר, ולפתח את המעבדות, ולפתח את המתקדמים ביותר, ולפתח את המעבדות, באופן בלתי פוסקת של משימות חדשות, ולפתח את המעבדות, ולפתח את המעבדות, באופן בלתי פוסקים, ולפתח את התהליכים הבלתי פוסקים, ולפתח את המתקדמים ביותר, באופן בלתי פוסקים, ולפתח את המעבדות, באופן בלתי פוסקת של משימות חדשות, ולפתח את המעבדות, באופן בלתי פוסקת של משימות חדשות, ולפתח את המעבדות, באופן בלתי פוסקות, ולפתח את המעבדות, ולפתח את ה

(א) עיין ב[[1924]] ב[[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] ו[[1924]]]]]]]]]]]]]]]] ב[[1924]]]]]]]] וב[[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]]]] [[[[[[1924]]]]