Mikrometeoryty są potencjalnym zagrożeniem dla każdej misji kosmicznej, w tym dla misji NASA Mars Sample Return. Małe skały mogą podróżować do 50 mil na sekundę. Przy takich prędkościach „nawet pył może spowodować uszkodzenie statku kosmicznego”, powiedział Bruno Sarli, inżynier NASA w Goddard Space Flight Center w Greenbelt, Maryland.
Sarli prowadzi zespół projektujący osłony, które mają chronić NASA Mars Earth Entry System przed mikrometeorytami i śmieciami kosmicznymi. Niedawno udał się do laboratorium NASA zaprojektowanego w celu bezpiecznego odtworzenia niebezpiecznych uderzeń, aby przetestować osłony i modele komputerowe zespołu.
Położone z dala od mieszkańców i otoczone wydmami, Zdalne Laboratorium Testów Hiperszybkości w White Sands Test Facility NASA w Las Cruces, Nowy Meksyk, wspierało każdy program lotów kosmicznych człowieka od Promu Kosmicznego do Artemisa. Laboratorium obsługuje również testy dla Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, programów Commercial Crew i Commercial Resupply.
Laboratorium wykorzystuje dwustopniowe lekkie działa gazowe do rozpędzania obiektów do prędkości symulujących uderzenia mikrometeorytów i szczątków orbitalnych w osłony statków kosmicznych. Pierwszy stopień wykorzystuje proch strzelniczy jako materiał napędowy, tak jak robi to standardowa broń. Drugi stopień wykorzystuje wysoko sprężony wodór, który wpycha gaz do mniejszej rurki, zwiększając ciśnienie w pistolecie, jak tłok w samochodzie. Ciśnienie w pistolecie staje się tak wysokie, że gdyby wybuchło, zrównałoby budynek z ziemią. „To dlatego podczas testu wisieliśmy w bunkrze” – powiedział Sarli.
Zdalne Laboratorium Testów Hiperszybkości NASA jest wyposażone w cztery dwustopniowe lekkie działa gazowe; dwa kalibru 0,17 (średnica otworu 0,177 cala), kalibru 0,50 (średnica otworu 0,50 cala) oraz 1-calowe (średnica otworu 1,00 cala) działo w obiekcie. Strzelnica 1-calowa ma długość 160 stóp, od wylewu prochu do końca komory celowniczej na zewnątrz.
Inżynierowie spędzili trzy dni na przygotowaniach do jednosekundowego eksperymentu. Użyli średniej wielkości laboratoryjnego, wysokociśnieniowego (zakres 50 kalibrów) dwustopniowego działa na lekki gaz, które strzela małymi granulkami 16 do 22 stóp na sekundę. „Przy tej prędkości można by podróżować z San Francisco do Nowego Jorku w ciągu pięciu minut” – powiedział Dennis Garcia, dyrygent testów kalibru 0,50 w White Sands.
Podczas gdy prędkość peletki jest szybka, mikrometeoryty podróżują sześć do siedmiu razy szybciej w przestrzeni kosmicznej. W związku z tym zespół polega na modelach komputerowych, aby symulować rzeczywiste prędkości mikrometeorytów. Wolniejsze tempo przetestuje zdolność modelu komputerowego do symulacji uderzeń w konstrukcje osłon i pozwoli zespołowi zbadać reakcję materiału na taką energię.
Mars Sample Return to kampania składająca się z wielu misji, której celem jest pobranie wybranych przez naukowców próbek skał i osadów, które łazik Perseverance zbiera na powierzchni Marsa. Przywiezienie tych próbek na Ziemię pozwoli naukowcom na ich zbadanie przy użyciu najbardziej zaawansowanych instrumentów laboratoryjnych – tych, które będą istniały w najbliższej dekadzie i tych w kolejnych dekadach. Kampania jest jednym z najbardziej ambitnych przedsięwzięć w historii lotów kosmicznych, angażującym wiele statków kosmicznych, wiele startów i wiele agencji rządowych. Goddard obecnie projektuje i rozwija System Przechwytywania, Zatrzymywania i Zwrotu, który dostarczy próbki z Marsa z powrotem na Ziemię.
