PENDARATAN APOLLO

PENDARATAN APOLLO MERUPAKAN AWAL UNTUK MISI YANG LEBIH LUAS

Oleh Bob Granath,

NASA Kennedy Space Center, Florida

Ketika Mars Science Laboratory Curiosity rover mendarat pada 6 Agustus, itu adalah langkah maju dalam upaya untuk akhirnya mengirim manusia ke Planet Merah. Menggunakan pelajaran dari era Apollo dan misi robot ke Mars, para ilmuwan NASA dan insinyur sedang mempelajari tantangan dan bahaya yang terlibat dalam pendaratan extraterrestrial.

Teknologi ini dikenal sebagai "vertikal lepas landas vertikal-arahan."Menurut sebuah kelompok kerja di NASA Rekayasa dan Teknologi Direktorat di Kennedy Space Center di Florida, pendekatan terbaik membutuhkan pad pendaratan sudah berada di tempat.

"Salah satu tantangan terbesar bagi astronot Apollo mendarat di bulan adalah debu, batu dan puing-puing menutupi visi mereka selama bagian akhir dari pendaratan," kata Rob Mueller, pusat komando teknolog senior Permukaan Sistem Kantor Kennedy dan Lunar Destination co-lead untuk Manusia Spaceflight Arsitektur Team NASA. "Ketika modul lunar Apollo mencapai titik 30 meter (sekitar 100 kaki), debu itu seperti kabut sehingga sulit untuk melihat lokasi pendaratan mereka. Demikian pula, foto menunjukkan ada beberapa batu dan debu beterbangan oleh mesin roket di menurunkan pendarat Curiosity ke permukaan Mars" 

Sebagai tahap penurunan Mars Science Laboratory yang digunakan mesin roket untuk hover, langit derek yang menurunkan rover Curiosity dengan menambatkan 25-kaki untuk soft landing di permukaan.

Mueller dan yang lain bekerja pada cara-cara untuk mengembangkan landasan pendaratan yang dapat robot dibangun sebelum ekspedisi manusia masa depan untuk tujuan seperti bulan atau Mars. Tempat pendaratan khusus dibangun ini bisa sangat mengurangi potensi untuk meniup puing-puing dan meningkatkan keselamatan bagi astronot yang melakukan perjalanan ke Mars atau tujuan yang lain.

"Perkiraan terbaik kami menunjukkan bahwa mesin turunnya pendarat Apollo yang menerbangkan hingga satu dan setengah ton batu dan tanah," kata Dr Phil Metzger, seorang fisikawan penelitian di Granular Mekanika Kennedy dan Regolith Operasi Laboratory. "Ini akan menjadi lebih menantang ketika kita mendarat manusia di Mars. Roket knalpot akan menggali lubang yang dalam di bawah pendarat dan fluidize tanah. Kami tidak tahu cara untuk membuat ini aman tanpa landasan pendaratan."

Membangun tempat pendaratan sebelum kedatangan manusia adalah bagian dari rencana.

"Pendarat Robotic akan pergi ke lokasi di Mars dan menggali sebuah situs, membersihkan batu, meratakan dan gradasi suatu daerah dan kemudian menstabilkan permukaan untuk menahan kekuatan dampak  roket," kata Mueller. "Pilihan lain adalah untuk menggali turun ke batuan dasar untuk memberikan landasan yang kuat. Fabric atau bahan geo-tekstil lainnya juga bisa digunakan untuk menstabilkan tanah dan memastikan ada situs arahan yang baik."

Metzger menjelaskan bahwa salah satu cara untuk memastikan pendaratan tepat sasaran akan memiliki rovers robot menempatkan beacon homing sekitar lokasi.

"Pelacakan dan homing beacon akan membantu pesawat antariksa mencapai tempat tertentu di mana pad arahan telah dibangun," katanya.

Landing teknologi pad dapat disempurnakan di Bumi baik sebelum penggunaannya di tempat lain di tata surya.

"Beberapa perusahaan ruang komersial sudah membahas kembali tahap roket ke Kennedy atau Cape Canaveral menghemat biaya pengiriman muatan ke orbit Bumi rendah," kata Mueller. "Daripada tahap pertama hanya jatuh ke laut, roket akan mendarat secara vertikal kembali ke sini di Cape untuk digunakan kembali."

Sementara landasan pendaratan akan menyediakan lokasi pendaratan mulus, mereka juga akan memerlukan desain teknologi canggih dan keputusan tentang berapa besar pad pendaratan seharusnya.

"Salah satu faktor yang harus kita pertimbangkan adalah suasana di mana pendaratan akan berlangsung," kata Metzger. "Bumi memiliki atmosfer padat yang berfokus knalpot roket ke tanah, tetapi juga mengurangi seberapa jauh materi dikeluarkan tersebar. Mars, di sisi lain, memiliki kepadatan atmosfer yaitu 1 persen dari Bumi. Ini masih memfokuskan plume menjadi jet sempit yang menggali ke dalam tanah, tetapi menyediakan drag kurang sehingga tanah dikeluarkan benar-benar akan melakukan perjalanan jauh.

"Kemudian membandingkan bahwa ke bulan dengan tidak ada atmosfer," katanya. "Yang membanggakan tidak akan terfokus sehingga tidak akan menggali lubang dalam di bawah tanah, tetapi bahan dikeluarkan akan melakukan perjalanan jarak yang sangat jauh dengan kecepatan tinggi. Hal ini seperti sandblaster pada steroid. Jadi persyaratan untuk pad pendaratan ditentukan dengan tujuan kita mendarat di. "

Metzger membayangkan landasan pendaratan melingkar dari sekitar 50 sampai 100 meter (sekitar 165-330 meter) dalam diameter.

"Materi khusus mengambil panas dari mesin akan membanggakan di tengah," katanya. "Wilayah di sekitar pusat akan dirancang untuk menahan peralatan pendukung."

Masalah lainnya adalah apa zat untuk digunakan dalam membangun landasan pendaratan.

"Pengujian dengan pendarat prototipe menunjukkan bahwa sementara bantalan lebih aman daripada mendarat pada permukaan alami, bahan pad tertentu dapat menghasilkan puing-puing dari mereka sendiri," kata Metzger. "Sebuah roket supersonik knalpot menjadi sangat panas ketika dampak permukaan. Aspal atau beton adalah keluar dari pertanyaan karena suhu menyebabkan bahan-bahan untuk pecah, melemparkan potongan material ke segala arah."

Selama penyelidikan pendarat prototipe, berbagai bahan telah diperiksa pada bantalan dari mana kendaraan telah diambil secara vertikal landas dan mendarat.

"Kami telah menguji beberapa jenis bahan dan tampaknya bahwa regolith basalt dicampur dengan pengikat polimer terus dengan baik," kata Metzger.

Namun, satu substansi untuk landasan pendaratan yang menunjukkan paling menjanjikan adalah bahan yang digunakan pada pesawat ruang angkasa perisai panas.

"Dari semua bahan yang kami pelajari, bahan ablatif tampaknya bekerja yang terbaik," kata Metzger.

Zat ablatif yang digunakan pada perisai panas untuk pesawat ruang angkasa selama Mercury, Gemini, dan Apollo. Panas re-entry yang disebarkan oleh membakar lapisan berturut-turut.

"Sedangkan bahan ablatif tampaknya bekerja dengan baik, lapisan akan akhirnya semua membakar diri," kata Mueller. "Jadi selanjutnya kita dapat mencoba bahan perlindungan termal dapat digunakan kembali mirip dengan yang digunakan pada ubin pesawat ruang angkasa atau kapsul Orion."

Sebuah ekspedisi manusia ke Mars masih bertahun-tahun pergi, tapi Mueller mengatakan sekarang adalah waktu untuk mulai merencanakan bagaimana untuk mendarat di planet lain.

"Teknologi yang kita membayangkan akan memakan waktu 10 sampai 15 tahun untuk mengembangkan," katanya. "Kita perlu mulai memverifikasi bahwa konsep-konsep ini akan bekerja, dan itulah mengapa kita sudah terlibat dalam penelitian ini."