Testar as características dinâmicas supersônicas da cápsula de entrada de Marte Tianwen-1 é crucial para garantir sua entrada bem-sucedida na atmosfera marciana. Os cientistas realizam vários testes para avaliar o desempenho da cápsula sob as condições extremas que irá encontrar durante esta fase crítica da sua missão. Aqui estão alguns dos métodos empregados para testar as características dinâmicas supersônicas da cápsula de entrada de Marte Tianwen-1:

Teste em túnel de vento:
Os túneis de vento são instalações terrestres projetadas para simular as condições de fluxo de ar encontradas pela cápsula durante a entrada atmosférica supersônica. Modelos em escala ou réplicas da cápsula são montados na seção de teste do túnel de vento, e ar de alta pressão ou outros gases são forçados através do túnel em velocidades supersônicas. Este teste fornece dados valiosos sobre as características aerodinâmicas da cápsula, como arrasto, sustentação e estabilidade, sob condições de fluxo realistas.

Simulação de Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD):
CFD é uma ferramenta poderosa para analisar numericamente fluxos de fluidos usando métodos computacionais. Os cientistas podem criar modelos virtuais da cápsula e simular a sua entrada supersónica na atmosfera marciana. Ao resolver equações matemáticas complexas, o CFD ajuda a prever a trajetória da cápsula, distribuição de pressão, transferência de calor e outros parâmetros associados ao voo supersônico. As simulações CFD complementam os testes em túnel de vento e fornecem informações adicionais sobre o comportamento da cápsula.

Teste de voo com foguetes sonoros:
Foguetes de sondagem são foguetes de estágio único que podem transportar cargas úteis a grandes altitudes, oferecendo uma plataforma para testes de voo em condições próximas do espaço. Os cientistas podem usar foguetes de sondagem para testar protótipos ou componentes de subescala da cápsula de entrada. Esses testes de voo fornecem dados reais sobre as características dinâmicas supersônicas da cápsula, incluindo seu desempenho aerodinâmico, resposta térmica e sistemas de controle. Os dados de teste de voo validam as previsões de testes em túnel de vento e simulações de CFD.

Testes de queda com balões de alta altitude:
Balões de alta altitude podem elevar cargas úteis a altitudes estratosféricas, proporcionando oportunidades para testes de queda. Modelos em escala reduzida da cápsula são equipados com sensores e liberados dos balões em alturas específicas. Durante a descida, os modelos encontram condições de fluxo de ar supersônico semelhantes às experimentadas durante a entrada em Marte. Os testes de queda fornecem informações valiosas sobre o comportamento dinâmico da cápsula, o lançamento do pára-quedas e o desempenho geral dos sistemas.

Teste térmico:
A Cápsula de Entrada Tianwen-1 em Marte enfrenta temperaturas extremamente altas durante a entrada supersônica devido ao intenso atrito com a atmosfera. Os cientistas realizam testes térmicos para avaliar a capacidade da cápsula de resistir a estas condições extremas. Instalações de fluxo de calor, túneis de vento de jato de arco e outras configurações especializadas são usadas para simular o ambiente térmico da entrada de Marte e avaliar os materiais e estruturas de proteção térmica da cápsula.

Através de uma combinação de testes em túnel de vento, simulações CFD, testes de voo, testes de queda e testes térmicos, os cientistas avaliam minuciosamente as características dinâmicas supersônicas da cápsula de entrada de Marte Tianwen-1. Este rigoroso processo de testes ajuda a mitigar riscos e garante que a cápsula seja capaz de navegar com segurança nos desafios da entrada atmosférica supersónica durante a sua missão a Marte.