Após várias semanas de mau tempo e ventos fortes, o último par de testes de queda em alta altitude dos paraquedas ExoMars ocorreu em Kiruna, Suécia. O pára-quedas principal do primeiro estágio de 15 m de largura teve um desempenho perfeito em velocidades supersônicas, enquanto o paraquedas de segundo estágio de 35 m de largura sofreu um pequeno dano, mas desacelerou o mock-up da plataforma de pouso conforme o esperado.

A missão ESA-Roscosmos ExoMars, com o rover Rosalind Franklin e a plataforma de superfície Kazachok, está programado para lançamento em setembro de 2022. Após um cruzeiro interplanetário de nove meses, um módulo de descida contendo o rover e a plataforma será lançado na atmosfera marciana a uma velocidade de 21.000 km por hora.

A desaceleração requer um escudo térmico, dois pára-quedas principais - cada um com seu próprio chute piloto para extração - e um sistema de propulsão de foguete retro acionado 20 segundos antes do toque. O paraquedas principal do primeiro estágio de 15 m de largura abre enquanto o módulo de descida ainda está viajando em velocidades supersônicas, e o pára-quedas principal do segundo estágio de 35 m de largura é lançado em velocidades subsônicas.

Ajustar e testar os paraquedas ExoMars tem sido uma prioridade após uma série de testes de queda malsucedidos em 2019 e 2020. A equipe melhorou o design executando em solo, testes de extração dinâmica de retorno rápido no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA na Califórnia no ano passado. E para mitigar os riscos antes de executar esses testes de queda em alta altitude, A ESA encomendou pára-quedas reserva do fabricante norte-americano Airborne Systems, a mesma empresa que entregou o sistema de paraquedas da Perseverance.

Os testes de queda mais recentes ocorreram nos dias 24 e 25 de junho nas instalações da Swedish Space Corporation Esrange. Cada teste de queda de alta altitude viu um módulo de descida simulado elevado a uma altitude de 29 km por um balão estratosférico inflado com hélio. Após o lançamento, a extração do chute piloto é iniciada com uma extração controlada dos paraquedas principais de seus sacos de donut.

O primeiro teste se concentrou na validação do pára-quedas supersônico de backup da Airborne Systems - o primeiro teste de queda para este paraquedas nesta campanha de teste ExoMars. O segundo teste foi realizado na noite seguinte com o pára-quedas subsônico modificado e a bolsa entregues pela empresa italiana Arescosmo. Cada teste foi projetado para aplicar a carga total esperada durante a entrada em Marte, descida e aterrissagem, todos com margens de segurança adicionais.

"Estamos muito felizes em informar que o primeiro pára-quedas principal teve um desempenho perfeito:temos um design de paraquedas supersônico que pode voar até Marte, "diz Thierry Blancquaert, Líder da equipe do programa ExoMars, observando que "haverá pelo menos mais duas oportunidades para testar este design de pára-quedas para ganhar mais confiança".

“O desempenho do segundo pára-quedas principal não foi perfeito, mas melhorou muito graças aos ajustes feitos na bolsa e no dossel. Após uma extração suave da bolsa, experimentamos um desprendimento inesperado do chute piloto durante a insuflação final. Isso provavelmente significa que o velame do pára-quedas principal sofreu pressão extra em certas partes. Isso criou um rasgo que foi contido por um anel de reforço de Kevlar. Apesar disso, cumpriu a desaceleração esperada e o módulo de descida foi recuperado em bom estado. "

A equipe estará analisando em mais detalhes a origem desta nova anomalia antes de finalizar a configuração do próximo par de testes de queda previstos para ocorrer em outubro / novembro de 2021 em Oregon, EUA. Problemas anteriores devido ao atrito entre o dossel e a bolsa agora parecem estar resolvidos.

Quaisquer ajustes feitos no sistema de paraquedas serão testados primeiro na plataforma de teste de extração dinâmica da NASA / JPL para verificar como ocorre a liberação da bolsa, como aconteceria na atmosfera marciana. Esses testes podem ser repetidos em um retorno rápido e reduzem o risco de anomalias.

Os testes de queda em alta altitude exigem logística complexa e condições climáticas estritas, tornando-os difíceis de agendar, e muitas vezes são abortados no último momento se a situação mudar. A velocidade e a direção do vento em várias altitudes devem ser consideradas para uma subida suave do balão e a recuperação do hardware no solo, uma vez que a zona de lançamento só pode ser acessada por helicóptero.

O sistema em teste é projetado para fornecer alguma telemetria em tempo real para um centro de controle de solo para avaliar o perfil de desaceleração. Contudo, o verdadeiro resultado do teste requer a recuperação dos pára-quedas, bolsas, discos rígidos e câmeras de alta resolução.

"Estávamos nos blocos iniciais vinte e quatro horas por dia, sete dias por semana, esperando a abertura de uma janela de teste adequada por um mês, "acrescenta Thierry." Estamos aliviados por finalmente ter conduzido esses testes e estendemos nossos agradecimentos a todas as equipes de solo que trabalharam tanto em meio às restrições adicionais relacionadas ao COVID para realizar os testes, bem como recuperar e inspecionar os pára-quedas. "

A análise dos dados de telemetria ajudará a correlacionar a implantação dos pára-quedas principais e os modelos de inflação. A equipe agora trabalhará para entender a separação do segundo chute piloto, e propor medidas que possam resolver esse problema antes dos próximos testes de queda em grandes altitudes.