NASA Marshall Space Flight Center a Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHU / APL) vyvíjejí novou generaci malých, inteligentních, univerzálních robotických přistávacích sond (landerů). Využity budou k vědeckému průzkumu cílů na povrchu Měsíce a jiných nebeských těles bez atmosféry, včetně blízko-zemních asteroidů.
Mighly Eagle je zkušební prototyp, který má prokázat funkčnost a životaschopnost daného konceptu nové generace robotických landerů. Inženýři z Marshallova střediska a APL v současné době již nejsou pouze přikováni k rýsovacím prknům, respektive počítačům, ale věnují se praktickým zkouškám jak v laboratořích, tak v terénu.
Laboratorní testy
Začátek projektu můžeme datovat přibližně do roku 2009, kdy jednotlivé části landeru začaly testovat odděleně. Pohon na hypergolická (samozážehová) paliva byl vytvořen zmenšením stávajícího běžně používaného pohonu LEROS-2B na monomethylhydrazin a oxidy dusíku. Kromě zmenšení se dočkal i mírného poupravení poměru oxidů dusíku v okysličovadle. Klasická směs obsahuje pouhé 3 % oxidu dusného (NO) na 97 % dimerního oxidu dusičitého (N2O4) . Zde se zvýšil podíl na 25 % oxidu dusného. Tato směs má výhodu v nižším bodu tuhnutí, což ušetří velkou část topného výkonu. Nevýhodou je, že tento hnací systém nebyl v kosmu použit, takže vyžaduje přísnější testy.
Další tzv. studené testy spočívaly v sestavení laboratorní verze na stlačený vzduch, která ještě neměla klasické přistávací nohy. Na ní se ve spolupráci s Centrem Wenhera von Brauna pro vědu a inovace prováděly testy avionického software. Základ tohoto software pochází z projektu antiraket americké MDA (Missile Defense Agency).
K pohonu se používají tři hlavní trysky, na řízení slouží 12 korekčních trysek rozprostřených po těle landeru. Vespod uprostřed je ještě jedna tryska. Ta na finálním landeru nebude. Slouží pouze pro testy na Zemi, neboť svou činností simuluje nižší gravitaci cílových kosmických těles. Lander se “studeným” pohonem se udržel ve vzduchu pouhých 9,8 s. Výhodou ovšem bylo, že testy mohly probíhat s velkou frekvencí, jelikož pro další let stačilo pouze spustit kompresor a natlakovat jím nádrže.
Přesto, že Mighty Eagle je primárně určen pouze pro přistávání na tělesa bez atmosféry, byl jeho zmenšený model testován v aerodynamickém tunelu (červen 2010). To bylo potřeba pro budoucí testy mimo azyl krytých hal, kde by mohly povětrnostní vlivy nepříjemně ovlivnit výsledky pokusů. Navíc, pokud si lander bude umět poradit i vlivem atmosféry, není vyloučeno jeho použití na měsících Europa a Titan.
V lednu 2011 se testy konaly v Teledyne Brown Engineering’s facility v Huntsville. Mighty Eagle už dostal tři dosedávací nohy, palubní počítač, sadu senzorů a hlavně vlastní raketový pohon. Ten pro testy v pozemské atmosféře nebude využívat hypergolická paliva, o kterých jsme psali na začátku, ale 90% roztok peroxidu vodíku, který je přecijen poněkud ekologičtější alternativou. Riziko havárie podobného zařízení je poměrně velká a dočkat se kromě požáru i chemického zamoření prudce jedovatými látkami, by nebylo nic příjemného.
Celá sestava Mighty Eagle je 1,2 metru vysoká, 2,4 metru široká a plně natankovaná váží 320 kg. Každá z hnacích trysek je schopna vyvinout tak 440N. 12 řídících trysek po 27N dokáže korigovat směr letu. Peroxid vodíku je z nádrží do spalovací komory hnán stlačeným dusíkem. Toto řešení se u kosmických strojů běžně používá.
Při zkouškách v červnu 2011 Mighty Eagle vyletěl nejprve neupoutaný do výšky asi 2 metry, kde setrval asi 27 sekund. Při dalším testu vyletěl sice o něco níže, avšak spolehl se při letu pouze na přístroje na palubě . Testování uvnitř zakončil v srpnu 2011 letem, při kterém se dokázal poponést do vzdálenosti 4 metry od startovací rampy a bezpečně přistát.
Jde se do terénu
Říjen a listopad 2011 znamenal pro Mighty Eagle přesun na Redstone Test Center rovněž v Huntsville. Tam nejdříve prošel komplexními testy a později si zkusil zalétat na volném prostranství. Neprve jen metr do výšky, pak 9 metrů a nakonec až 30 metrů vysoko.
Po zimní přestávce probíhaly v létě 2012 testy, při nichž lander vylétal do výšky 30 metrů a postupně dokázal automaticky najít cíl přistání asi 30 metrů od místa startu, kam pak bezpečně dosedl. Při posledním testu v září si pak musel poradit se záměrným nedostatkem paliva. Říjen byl ve znamení aktualizace letového software. Po něm se Mighty Eagle vypravil až do padesátimetrové výšky.
Přes zimu přišlo na řadu drobné vylepšení konstrukce, konkrétně odlehčení nohou a instalace nových přístrojů, hlavně 3D kamery, která landeru umožní samostatně se rozhodovat o místu přistání a to i v členitém a nebezpečném terénu.Letos v dubnu se zatím pouze ověřily letové vlastnosti po provedených úpravách. Nejprve byl Mighty Eagle pro jistotu upoután a později se vydal sám opět do výšky 50 metrů. Při tomto pokusu získali technici Marshallova střediska navíc záběry z quadcoptery, která let sledovala svou wifi HD kamerou.
Další zajímavé testy by nás měly čekat v červenci. Asi 200 tun suti z lomu v západní části USA promění dosavadní poklidnou přírodní scenérii testovací oblasti v krajinu podobnou nehostinné planetě či Měsíci. Mighty Eagle se bude muset potýkat s překážkami, jichž mu takový terén poskytne bezpočet.
Ještě zásadní informace pro ty, kteří mají neodbytný pocit, že jméno Mighty Eagle už slyšeli v úplně jiné souvislosti. Skutečně bylo pojmenování landeru inspirováno postavou přerostlého orla ze známé hry Angry Birds.
Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/mission_pages/lunarquest/robotic/index.html
https://en.wikipedia.org/wiki/NASA_Mighty_Eagle
https://www.kosmonautix.cz/viewtopic.php?f=31&t=330
Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/centers/marshall/images/content/600534main_1100020_946x710.jpg
https://www.nasa.gov/centers/marshall/images/content/523354main_1100167_516x343.jpg
https://www.nasa.gov/images/content/676125main__FD00225_946-710.jpg
https://www.nasa.gov/images/content/505535main_CGTA-photo-9_17_09_953x635.jpg
Psáno pro Kosmonautix a Osel.cz
