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Dec 11, 2023

NASA、インフレータブルヒートシールド技術デモ中に小型パッケージから大量のデータを回収

Di Haley Oeur, NASA, 28 ottobre 2022 Nella foto da sinistra: Robert Walker, Brian

NASA、Haley Oeur 2022 年 10 月 28 日

写真は左からロバート・ウォーカー、ブライアン・ソールマン、ロバート・ディルマン、ロバート・モッシャーで、米陸軍と提携してLOFTIDの射出可能データモジュールの水回収テストを実施している。 クレジット: NASA

A recovery team will use GPSGPS, or Global Positioning System, is a satellite-based navigation system that provides location and time information anywhere on or near the Earth's surface. It consists of a network of satellites, ground control stations, and GPS receivers, which are found in a variety of devices such as smartphones, cars, and aircraft. GPS is used for a wide range of applications including navigation, mapping, tracking, and timing, and has an accuracy of about 3 meters (10 feet) in most conditions." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> 2022 年 11 月の膨張式熱シールドのデモンストレーション後、太平洋の約 900 マイルの範囲で明るい黄色のカプセルを探すための GPS。 大きなレモンとほぼ同じ大きさと形のこのカプセルには、重要なデータが含まれています。

This tiny package is an ejectable data module (EDM) for a NASAEstablished in 1958, the National Aeronautics and Space Administration (NASA) is an independent agency of the United States Federal Government that succeeded the National Advisory Committee for Aeronautics (NACA). It is responsible for the civilian space program, as well as aeronautics and aerospace research. Its vision is "To discover and expand knowledge for the benefit of humanity." Its core values are "safety, integrity, teamwork, excellence, and inclusion." NASA conducts research, develops technology and launches missions to explore and study Earth, the solar system, and the universe beyond. It also works to advance the state of knowledge in a wide range of scientific fields, including Earth and space science, planetary science, astrophysics, and heliophysics, and it collaborates with private companies and international partners to achieve its goals." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">NASA technology demonstration, Low-Earth Orbit Flight Test of an Inflatable Decelerator (LOFTID). LOFTID will demonstrate an inflatable heat shield technology that could potentially be used to land humans on MarsMars is the second smallest planet in our solar system and the fourth planet from the sun. It is a dusty, cold, desert world with a very thin atmosphere. Iron oxide is prevalent in Mars' surface resulting in its reddish color and its nickname "The Red Planet." Mars' name comes from the Roman god of war." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">火星。 LOFTID ビークルが打ち上げ後に宇宙に到達すると、熱シールドが膨張し、その後 LOFTID 再突入ビークルは地球の大気圏に突入し、太平洋に落下します。

インフレータブル減速機 (LOFTID) の低地球軌道飛行試験のイラスト。 クレジット: NASA

LOFTID 再突入機に搭載されている EDM には、LOFTID の飛行中に記録されたセンサーとカメラのデータの両方が含まれています。 データには熱シールドが経験した温度と圧力が含まれ、デモンストレーション中に LOFTID がどの程度優れたパフォーマンスを発揮したかをチームに示します。 EDM は着水時に回復される飛行データの冗長ソースとして設計されているため、LOFTID 再突入機もこのデータを記録します。 これは、チームが再突入車両自体を回収できない場合に備えてのものです。

「EDMは、チームが飛行試験データを回復するための二次的な方法を提供するために作成されました」と、バージニア州ハンプトンにあるNASAのラングレー研究センターでEDMのサブシステムリードを務めるブライアン・ソールマン氏は述べた。 「私たちが EDM を持っている理由は、チームが車両を回収しなかったインフレータブル再突入体実験の飛行試験に由来しています。」

ロバート・ディルマンは、回収テスト中に LOFTID 取り出し可能なデータ・モジュールのエンジニアリング開発ユニットを水中から回収します。 クレジット: NASA

LOFTID 再突入機が飛行デモンストレーション中に地球の大気圏に再突入した後、EDM は高度約 50,000 フィートで宇宙船から放出されます。 電流がバネ仕掛けのシステムを介してモジュールのリリースをトリガーします。 ハワイ沖の太平洋に自由落下し、着水地点から16マイル以内に着陸する予定だ。

チームは、回収チームが打ち上げた気象観測気球に搭載された中継器を通じて GPS 座標を送信する複数の通信システムを使用して、EDM の位置を特定できるようになります。 中継器は、追跡アプリケーションを備えた改造された携帯電話である携帯地上局装置に座標を送信します。 電話機には、緯度と経度の座標、範囲、および EDM の位置を指す矢印が表示され、EDM が海洋を漂流するにつれて更新されます。

EDM を見つける準備として、LOFTID チームは EDM に多くの機能テストと一連の実践的な回復テストを実施しました。 科学者や技術者らは、陸上でかくれんぼをしたり、大西洋から放電加工機を追跡して回収したりするなど、さまざまな方法を使ってレモン大の物体を探し、機器の限界をテストした。

回収手順をテストするために、チームはまず陸上に放電加工機を隠して実験しました。 大規模なかくれんぼでは、ソールマン氏は回収チームが追跡できるように小さなコンポーネントを隠しました。 ラングレーとその周辺地域で何度も回収テストを繰り返すことで、チームは追跡と回収のための技術と機器を練習し、検証することができました。

次に、実験はかくれんぼからマルコ・ポーロに移り、陸上から水上に移りました。 チームは、実際の LOFTID EDM 回収がどのように進むと予想されるかに基づいてテストをモデル化し、飛行のような技術と測定技術を大西洋で実践的に導入しました。

「追跡装置をオンにしたとき、中継器を備えた気象観測気球を放出しました」と、放電加工水回収テストの責任者である NASA ラングレーのロバート モッシャー氏は述べています。 「約 10 分以内に信号の捕捉に成功し、緯度と経度の座標を受信しました。」

機械エンジニアの Anjie Emmett は、LOFTID の取り出し可能なデータ モジュールを保持しています。この小さな黄色のレモン型コンポーネントには、技術デモンストレーション中に記録されたすべてのデータのコピーが保持されます。 クレジット: NASA

水試験中、チームはラングレー・ユースティス統合基地で米陸軍と提携することができた。 彼らは人間が水中訓練を行うのと同じようにテストを実施した。 EDM は船外に投げ込まれました。 米陸軍揚陸艇多用途ボートに乗って、チームは放電加工機の探索中に針路を修正する必要があったのは 1 回だけでした。

「このテストは、船の甲板上で作業し、海中で揺れる信号がどれだけ信頼できるかを理解するという不可欠な練習となった」とモッシャー氏は語った。 「活動全体を調整し、米軍と提携できたことは、私のキャリアのハイライトでもありました。」

陸と海でのこれらのテストが成功した後、小型放電加工機は LOFTID の飛行デモンストレーションで大きな役割を果たす準備が整いました。

NASA's Low-Earth Orbit Flight Test of an Inflatable Decelerator, or LOFTID, is demonstrating a cross-cutting aeroshell — a type of heat shield — for atmospheric re-entry. Because current rigid aeroshells are constrained by a rocket's shroud size, one of the challenges NASA faces for destinations with an atmosphere is how to deliver heavy payloads (experiments, equipment, and people). One answer is an inflatable aeroshell that can be deployed to a scale much larger than the shroud. This technology enables a variety of proposed NASA missions to destinations such as Mars, VenusVenus, the second planet from the sun, is named after the Roman goddess of love and beauty. After the moon, it is the second-brightest natural object in the night sky. Its rotation (243 Earth days) takes longer than its orbit of the Sun (224.7 Earth days). It is sometimes called Earth's "sister planet" because of their similar composition, size, mass, and proximity to the Sun. It has no natural satellites." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">金星、タイタン、そして地球への帰還。

LOFTID は、ユナイテッド・ローンチ・アライアンス (ULA) の先端プログラムのマネージャーであり、宇宙へのアクセスのコストを削減できる LOFTID のようなテクノロジーの提唱者であり、2020 年 8 月に亡くなったバーナード・クッター氏の追悼に捧げられています。

LOFTIDは、極軌道気象衛星であるJoint Polar Surveyor System-2（JPSS-2）の二次ペイロードとして、ULA Atlas Vに搭載されて11月に打ち上げられる予定です。

LOFTID プロジェクトは、NASA の宇宙技術ミッション総局の一部である NASA の技術デモンストレーション ミッション プログラムを通じて管理および資金提供されています。 このプロジェクトは、ユナイテッド・ローンチ・アライアンスと提携し、バージニア州ハンプトンにあるNASAのラングレー研究センターが主導し、シリコンバレーにあるNASAエイムズ研究センター、アラバマ州ハンツビルにあるマーシャル宇宙飛行センター、カリフォルニア州エドワーズにあるアームストロング飛行研究センターからの寄付を得て進められている。 。 NASA の打ち上げサービス プログラムは、フロリダ州のケネディ宇宙センターに拠点を置き、打ち上げサービスの管理を担当しています。