La navicella spaziale Mars 2020 della NASA ha completato i test del vuoto acustico e termico (TVAC) presso il Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, California. Il test acustico del veicolo spaziale che trasporterà il rover Mars 2020 a un morbido atterraggio nel cratere Jezero il 18 febbraio, 2021, è la migliore approssimazione terrestre per ciò che l'astronave sopporterà durante il lancio, dove incontrerà livelli di suono e vibrazione potenzialmente distruttivi. TVAC introduce il vuoto e le temperature estreme dello spazio che potrebbero causare il malfunzionamento o il guasto dei componenti.

"Prima lo facciamo esplodere con il suono per assicurarci che nulla vibri sciolto, " ha detto David Gruel, l'assemblea di Mars 2020, test e launch operations manager presso JPL. "Quindi, dopo un esame approfondito, lo "mettiamo nello spazio" posizionando la navicella in questa enorme camera a vuoto che abbiamo qui al JPL. Pompiamo fuori l'atmosfera, quindi raffreddarne alcune parti e cuocerne altre mentre si testano le prestazioni dell'intera navicella spaziale".

La prima parte del processo si è svolta il 12 aprile quando lo "stack" del veicolo spaziale è stato bombardato dal suono degli altoparlanti pressurizzati ad azoto nella camera di prova acustica del JPL. Lo stack include l'aeroshell, una controfigura del rover (il vero rover è in fase di assemblaggio finale nella camera bianca High Bay 1 del JPL) e altri componenti. Insieme, sono assemblati, o impilati, nella stessa configurazione di quando si lancia verso Marte nel luglio 2020.

"Testiamo i componenti hardware con uno spettro di rumore casuale per replicare un ambiente di lancio, " ha detto Andy Rose, responsabile delle strutture di prova ambientale presso JPL. "Raggiungiamo livelli sonori fino a 150 decibel, il che farebbe davvero tremare le tue otturazioni se fossi all'interno della camera in quel momento."

Certo, i tecnici hanno aspettato la fine di ogni corsa di diversi minuti prima di aprire la porta della camera per ispezionare il veicolo spaziale nei loro abiti da camera bianca (il veicolo spaziale deve rimanere privo di contaminazione per aderire alle regole di protezione planetaria). Alla fine della giornata, lo stack era stato testato acusticamente e ispezionato sei volte. Quindi il veicolo è stato confezionato in doppio sacchetto in una pellicola di nylon antistatica pulita e trasportato di nuovo nella camera bianca High Bay 1 della Spacecraft Assembly Facility.

"Per la prova acustica, la pila aveva lo scudo termico puntato verso l'alto, ma per il test del vuoto termico, doveva essere giù, " disse Gruel. "Il posto migliore per girarlo è la camera bianca, dove abbiamo un dispositivo progettato per quel processo." Una volta che lo stack ha superato l'adunata, il team lo ha riconfezionato e inviato per il test termico.

Al freddo

Il 26 aprile lo stack è entrato nel JPL di 25 piedi di larghezza, Impianto di simulazione spaziale di 85 piedi di altezza (8 metri per 26 metri). La camera storica ha ospitato veicoli spaziali dalle missioni Mariner della NASA dei primi anni '60 a Voyager e Cassini a tutti i rover su Marte. Lo stack del 2020 è stato sospeso dai cavi in ​​modo che la fredda realtà della crociera interplanetaria potesse colpire la navicella spaziale da ogni angolazione.

Con la porta da 16 tonnellate chiusa, è stato creato un ambiente quasi vuoto. Quindi, mentre il team di test di Mars 2020 guardava, le pareti sconcertate della camera sono state inondate di azoto liquido per raffreddarlo a -200 gradi Fahrenheit (-129 gradi Celsius). Per simulare i raggi del Sole che Marte 2020 incontrerà durante il suo viaggio, potenti lampade allo xeno diversi piani sotto la camera illuminata, la loro luce diretta su uno specchio nella parte superiore della camera e riflessa sul veicolo spaziale. Otto giorni dopo le lampade furono spente, l'atmosfera è stata reintrodotta nella camera, e la porta si aprì. Il test del vuoto acustico e termico è stato completato.

"Questo è lo stress test più completo che puoi sottoporre a un veicolo spaziale qui sulla Terra, " ha detto Gruel. "Abbiamo volato nel nostro ambiente spaziale simulato per una settimana e un giorno, controllare e ricontrollare le prestazioni di ogni sistema e sottosistema di bordo. E tutto sembrava fantastico, il che è una buona cosa, perché la prossima volta che questa pila di astronavi andrà nel vuoto, sarà in viaggio per Marte per davvero."

Il 10 maggio, lo stack è tornato ancora una volta nella camera bianca di High Bay 1. a pochi passi di distanza, tecnici hanno lavorato sul 2, 314 libbre (1, 050 chilogrammi) Mars 2020 rover che farà parte dello stack al momento del lancio. Il rover disponeva già di oltre il 90% dei componenti che andranno a comporre l'interno del telaio, dagli strumenti scientifici e dai computer ai sottosistemi e alle scatole elettriche fino al groviglio organizzato di cavi elettrici che li collega tutti.

Il rover 2020 porta una suite di strumenti completamente nuova, incluso un sistema di memorizzazione nella cache che raccoglierà campioni di Marte per il ritorno sulla Terra nelle missioni successive. La missione partirà dalla Cape Canaveral Air Force Station in Florida nel luglio del 2020 e atterrerà al Jezero Crater il 18 febbraio. 2021.