¿Qué está haciendo la NASA para mejorar el paracaídas supersónico para la tercera prueba LDSD?

La tercera prueba del Desacelerador Supersónico de Baja Densidad (LDSD) nunca ocurrió, el programa fue recortado como parte de un déficit presupuestario en 2016 . Sin embargo, el documento " Rendimiento del sistema de paracaídas reconstruido durante la segunda prueba de dinámica de vuelo supersónico LDSD " proporciona un análisis en profundidad del sistema de paracaídas durante la prueba, incluidos algunos gráficos excelentes como este:

Aquí está la sección relevante del documento que analiza la causa de la falla del paracaídas:

D. Evaluación de la falla del paracaídas

Después de revisar los datos sobre la falla del SSRS en SFDT-2, el proyecto LDSD convocó una reunión de expertos en la comunidad de paracaidistas para realizar una evaluación conjunta del mecanismo de falla del paracaídas y sus causas. El panel de expertos e ingenieros del proyecto LDSD surgió con cuatro hipótesis principales para la falla del paracaídas en SFTD-2:

1. Un despliegue asimétrico y descontrolado provocó daños en la cúpula antes del inflado. Este daño se vio agravado por las cargas de inflación y se propagó por todo el dosel, lo que provocó la falla.

2. Los efectos de la inercia de la tela y la inercia del fluido causaron una carga transitoria en el dosel durante el inflado más allá de los niveles previstos por los análisis previos a la prueba y más allá de las capacidades de los materiales del dosel.

3. La carga transitoria debida a las ondas de presión durante el inflado supersónico resultó en regiones de mayor tensión en el dosel. La tensión en estas regiones superó las capacidades del material y los márgenes permitidos en el análisis de diseño y condujo a la falla.

4. La resistencia de los elementos del esqueleto bajo condiciones de carga dinámica de alta velocidad fue mucho menor que lo que sugirieron los resultados de las pruebas de materiales estáticos. Durante el inflado, la alta tasa de inicio de las cargas sobre los elementos esqueléticos circunferenciales condujo al fallo.

Como resultado, el proyecto ha llevado a cabo los siguientes pasos para determinar la causa de la falla y mejorar el análisis de cargas y márgenes en futuros diseños:

1. Realización de ensayos de resistencia dinámicos, fuera del eje, de los elementos circunferenciales en una marquesina, especialmente cerca de la región de la marquesina donde ocurrió la falla del SFDT-2. Estos valores de fuerza dinámica se pueden usar para volver a calcular los márgenes en los elementos del dosel del SFDT-2.

2. Investigar las cargas dinámicas en el dosel durante el inflado debido a la inercia de la tela y el fluido usando herramientas analíticas.

3. Investigación de las cargas dinámicas en el dosel durante el inflado debido a las ondas de presión viajeras durante el inflado utilizando el software de análisis de elementos finales (LS-DYNA)

Un documento mucho más reciente, "Resumen de la actividad de reducción de riesgos de paracaídas de Marte 2020", incluye más información y extrae conclusiones de la prueba LDSD:

En resumen, LDSD tuvo las siguientes implicaciones en los métodos heredados utilizados para verificar que un paracaídas podría sobrevivir a un inflado supersónico en su carga límite de vuelo o por debajo de ella:

• Indicó que el estrés máximo en el dosel no se correlaciona necesariamente con la carga máxima e indica que la fuerza de arrastre generada por el dosel puede no estar bien correlacionada con el estrés del dosel en absoluto.

• Indicó que se pueden generar tensiones significativamente más altas en el dosel que las predichas por los análisis cuasiestáticos de un dosel completamente abierto, incluso si la carga cuasiestática se amplifica significativamente para intentar compensar las dinámicas y asimetrías adicionales que pueden ocurrir durante una inflación supersónica.

• Indicó que una prueba de sobrecarga subsónica de la vela completamente abierta no proporciona evidencia suficiente de que la vela sobrevivirá a un inflado supersónico en la carga límite de vuelo o por debajo de ella.