ExoMars计划是欧空局和俄罗斯宇宙科学研究院的一项联合项目。除了2022年的任务外,它还包括2016年发射的示踪气体轨道飞行器(TGO)。TGO已经在传送自己的重要科学成果,并从美国宇航局的“好奇”号火星探测器和“洞察”号着陆器传递数据。它还将在2023年抵达火星后,传递来自ExoMars 2022任务的数据。
降落伞系统将有助于将Rosalind Franklin ExoMars送上火星,继去年两次测试失败后,该系统完成了第一次全尺寸高空投放测试,并重新设计了部件。降落伞抽出和减速按预期进行,试验平台安全着陆,试验降落伞被回收。但也出现了一些顶部伞盖破损现象,指出前期充气展开过程为进一步改善的重点。
“登陆火星是极其困难的,没有犯错的余地,”ExoMars项目组组长弗朗索瓦·斯波托说。“最新的测试是一个很好的进步,但还不是我们正在寻求的完美结果。因此,我们将利用我们获得的大量测试数据来完善我们的方法,计划进一步的测试,并为我们在2022年9月的发射做好准备。”
罗莎琳德·富兰克林探测器和Kazachok表面平台封装在一个下降舱内,由运载舱运送到火星。下降舱配备了两个降落伞,每个降落伞都有自己的引导伞,以帮助在登陆火星前减速。一旦大气阻力将下降舱的速度从21000公里/小时降低到1700公里/小时,第一个降落伞将展开。大约20秒后,在大约400公里/小时的速度下,第二个降落伞将打开。在离地面1公里处降落伞分离后,刹车引擎将启动,将着陆平台安全送上火星表面。从进入大气层到着陆的整个过程只需6分钟。完整的降落伞下降系统需要在地球上进行测试和验证,对于这一点,高空投放测试在模拟火星上的低气压方面起着至关重要的作用,这是考虑降落伞充气展开时的一个重要方面。由于COVID-19的限制、森林火灾和不利的风况,从美国俄勒冈州进行的试验从最初的2020年3月推迟,最终在11月9日进行。在测试装置中,投放测试平台被一个平流层气球带到了29公里的高度。第一个主降落伞有一个升级的降落伞袋和一个Kevlar加固物围绕着通风口折边(也就是说,围绕着降落伞中心的通风孔)。第二个主降落伞有几个加强环和升级的降落伞袋,但没有加强降落伞线,这也是计划中的。经过全面升级的第二个降落伞将于2021年年中在瑞典基律纳的瑞典航天公司Esrange设施进行投放试验。在2019年的测试中,为了防止顶部的剧烈撕裂,采用了加固环。最新测试的时间表,包括充气和减速,完全符合计划。然而,在第一个主降落伞的伞盖上发现了四个裂口,第二个主降落伞的伞盖上发现了一个裂口。损害似乎发生在刚开始下降,降落伞刚刚充气展开时。
该团队现在正在分析测试数据,以确定下一个测试的进一步改进。计划在明年上半年进行未来的测试,以“鉴定”整个降落伞系统,准备在2022年9月发射。一旦2023年6月安全抵达火星的Oxia Planum地区,Rosalind Franklin探测器将驶离平台,开始其科学任务。它将寻找地质上有趣的地点钻到地表以下,以确定我们的邻居星球上是否存在生命。Near Space Corporation为11月9日在俄勒冈州进行的测试提供了气球发放服务,提供了完美的发放和有效的硬件回收。所有降落伞系统鉴定活动由一个联合小组管理和进行,该小组包括ESA、TASinI(主承包商)、TASinF(PAS领导)、Vorticity(降落伞设计和测试分析)和Arescosmo(降落伞制造)。
HADT - High Altitude Drop Test
HADT就是高空投放测试,一般是使用高空气球平台把被测载荷(或人员)带到临近空间高度投放,利用势能使被测载荷加速,可用于模拟火星大气再入,飞船再入后的降落伞测试,超音速飞行器自由落体加速,高空极限超音速跳伞,微重力试验等,是高空气球的一种典型应用模式。