2024-07-03La NASA podría probar un sensor de paracaídas que podría hacer que los aterrizajes en Marte sean ÉPICOS
NASA |El aterrizaje de vehículos exploradores y helicópteros en Marte es un desafío. Y es un desafío aún mayor cuando no se cuenta con suficiente información sobre cómo los paracaídas soportan la tensión durante el descenso a la superficie. Los investigadores del Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA en Edwards, California, están experimentando con sensores altamente elásticos que están disponibles fácilmente y que se pueden fijar a un paracaídas durante las pruebas para proporcionar los datos que faltan.Saber cómo se estira el material de la cubierta durante el despliegue puede mejorar la seguridad y el rendimiento al cuantificar los límites de la tela y mejorar los modelos informáticos existentes para lograr paracaídas más confiables para tareas como el aterrizaje de astronautas en la Tierra o el envío de instrumentos científicos y cargas útiles a Marte. Este es el trabajo Enhancing Parachutes by Instrumenting the Canopy (Mejorar los paracaídas mediante la instrumentación de la cubierta), o EPIC, que busca mejorar la capacidad de medir la tensión en un paracaídas.
"Nuestro objetivo es demostrar qué sensores funcionarán para determinar la tensión en el material de la cubierta del paracaídas sin comprometerlo", dijo LJ Hantsche, director del proyecto. La Dirección de Misiones de Tecnología Espacial de la NASA financia el trabajo del equipo a través del proyecto Iniciativa para Carreras Tempranas.
El equipo comenzó con 50 posibles candidatos a sensores, luego los redujo y probó 10 tipos de sensores diferentes, incluidos sensores disponibles comercialmente y en desarrollo. El equipo seleccionó los tres sensores más prometedores para continuar con las pruebas. Entre ellos se incluye un sensor basado en silicona que funciona midiendo un cambio en el almacenamiento de carga eléctrica a medida que el sensor se estira. También es fácil de conectar a sistemas de registro de datos, explicó Hantsche. El segundo sensor es un sensor trenzado pequeño y estirable que mide el cambio en el almacenamiento eléctrico. El tercer sensor se fabrica imprimiendo con una tinta metálica sobre un plástico delgado y flexible.
La tela se fija en un dispositivo de prueba redondo donde pronto se aplicará presión.
El equipo de pruebas prepara un dispositivo de prueba con una muestra de tela de nailon en el Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA en Edwards, California. La tela del dispositivo de prueba forma una burbuja cuando se aplica presión a la vejiga de silicona que se encuentra debajo. Se puede realizar una prueba similar con un sensor en la tela para verificar que el sensor funcionará cuando se estire en tres dimensiones. NASA/Genaro Vavuris
Se aplica presión a un dispositivo de prueba con una muestra de tela de nailon hasta que falla en el Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA en Edwards, California. La tela en el dispositivo de prueba forma una burbuja cuando se aplica presión a la vejiga de silicona que se encuentra debajo. En este cuadro, la vejiga de silicona es visible debajo de la tela rasgada después de que se infló hasta que falló. Se puede realizar una prueba similar con un sensor en la tela para verificar que el sensor funcionará cuando se estire en tres dimensiones. NASA/Genaro Vavuris
Hantsche dijo que fue difícil determinar los métodos para unir cada uno de los sensores al material súper delgado y resbaladizo de la cubierta. Una vez que el equipo descubrió cómo unir los sensores a la tela, estaban listos para comenzar las pruebas.
“Comenzamos con pruebas uniaxiales, en las que se asegura cada extremo del material del paracaídas y luego se tira de él hasta que falla”, explicó. “La prueba es importante porque el estiramiento del sensor provoca su respuesta eléctrica. Determinar la correlación entre la tensión y la respuesta del sensor cuando está sobre la tela es uno de nuestros principales objetivos de medición”.
Esta etapa de pruebas se llevó a cabo en colaboración con el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. Una versión de alta velocidad de esta prueba, que simula la velocidad del despliegue del paracaídas, se realizó en el Centro de Investigación Glenn de la NASA en Cleveland.
El equipo utilizó una prueba de burbuja para los sensores, que simula la prueba de un paracaídas 3D. Consiste en la muestra de tela y una membrana de silicona intercalada entre un anillo de cuatro pulgadas de diámetro y la estructura de prueba. Cuando se presuriza desde el interior, la membrana de silicona expande la tela y el sensor en forma de burbuja. La prueba se utiliza para validar el rendimiento del sensor a medida que se dobla y se compara con los resultados de otras pruebas.
Un grupo de personas se encuentra junto a una mesa que tiene sobre ella una computadora, instrumentación y un dispositivo de prueba redondo.
Erick Rossi De La Fuente, de izquierda a derecha, John Rudy, LJ Hantsche, Adam Curry, Jeff Howell, Coby Asselin, Benjamin Mayeux y Paul Bean posan con un dispositivo de prueba, material, sensor y sistemas de adquisición de datos en el Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA en Edwards, California. Las pruebas de sensores buscan cuantificar los límites del material para mejorar los modelos informáticos y fabricar paracaídas supersónicos más fiables. NASA/Genaro Vavuris
Ahora que el proyecto EPIC está a punto de finalizar, los trabajos posteriores podrían incluir pruebas de temperatura, el desarrollo del sistema de adquisición de datos para el vuelo, la determinación de si el sensor se puede colocar en un paracaídas sin efectos adversos y la operación del sistema en vuelo. El equipo de EPIC también está trabajando con investigadores del Centro de Investigación Langley de la NASA en Hampton, Virginia, para probar en vuelo sus sensores a finales de este año utilizando la prueba de drones del centro, que deja caer una cápsula con un paracaídas.
Además, el equipo de EPIC se está asociando con el Grupo de Modelado de Sistemas de Entrada del Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California, para proponer un proyecto de paracaídas integral destinado a comprender mejor los paracaídas mediante modelos y vuelos de prueba. El proyecto colaborativo de la NASA puede dar como resultado mejores paracaídas que sean más seguros y confiables para la era de la exploración que se aproxima.
La Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio, más conocida como NASA (por sus siglas en inglés, National Aeronautics and Space Administration), es la agencia del gobierno estadounidense responsable del programa espacial civil, así como de la investigación aeronáutica y aeroespacial.
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