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Exploración de Marte utilizando planeadores

Autores: Bouskela, Adrien; Kling, Alexandre; Schuler, Tristan; Shkarayev, Sergey; Kalita, Himangshu; Thangavelautham, Jekan

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Exploración de Marte utilizando planeadores


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Planeadores
Exploración de Marte
Vuelo dinámico
Gradientes de viento atmosférico
CubeSats
Clase del Laboratorio Científico de Marte

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 19

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Presentamos el diseño preliminar de planeadores, utilizados para la exploración de Marte. Los planeadores mitigan las limitaciones de peso y almacenamiento de energía tradicionalmente asociadas con el vuelo motorizado al explotar en su lugar los gradientes de viento atmosférico para el vuelo dinámico y las corrientes térmicas para el vuelo estático. Las ecuaciones de movimiento para los planeadores se combinaron con los perfiles de viento del Sistema de Modelado Atmosférico Regional de Marte (MRAMS) para dos sitios representativos: el cráter Jezero, sitio de aterrizaje de Perseverance, y sobre una sección del cañón Valles Marineris. Se obtuvieron trayectorias de vuelo óptimas a partir del problema de optimización restringida, utilizando el coeficiente de sustentación y el ángulo de alabeo como parámetros de control. Los resultados numéricos para ciclos completos de vuelo dinámico demostraron que la energía total del planeador al final de un ciclo de vuelo aumenta entre un 6.8% y un 11%. La ausencia de un sistema de propulsión, que permite un factor de forma compacto, significa que los planeadores pueden ser empaquetados en CubeSats y desplegados como cargas útiles secundarias a un costo relativamente bajo; proporcionando datos científicos sobre ubicaciones inaccesibles por los actuales módulos de aterrizaje y rovers. Se consideran varios métodos de despliegue de planeadores, incluyendo el despliegue rápido durante la Entrada, Descenso y Aterrizaje (EDL) de un vehículo de clase Laboratorio Científico de Marte (MSL) y el despliegue lento utilizando un globo.

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