Testy łazikowe na Ziemi mogą być błędne

Testy łazikowe na Ziemi mogą dawać złe wyniki.Symulacje pokazują, że grawitacja Ziemi sprawia, że piasek wydaje się twardy, gdy jest luźny na Księżycu lub Marsie.



Inżynierowie mechanicy z University of Wisconsin - Madison zidentyfikowali krytyczną wadę w sposób, w jaki planetarne łaziki są testowane na Ziemi.Symulacje pokazują, że grawitacja Ziemi sprawia, że piasek wydaje się bardziej wspierający niż w rzeczywistości na Księżycu lub Marsie, tworząc fałszywe poczucie wydajności łazika i zwiększając ryzyko niepowodzenia podczas prawdziwych misji.

Odkrycie nastąpiło podczas finansowanego przez NASA projektu symulującego Viper Rover, który jest planowany na przyszłą misję księżycową.Zespół wykorzystał Project Chrono, narzędzie do symulacji fizyki open source opracowane w UW-Madison we współpracy z międzynarodowymi partnerami.Chrono modele, w jaki sposób pełnowymiarowe pojazdy zachowują się na miękkich, zmieniających się powierzchniach, takich jak piasek lub gleba.


Symulując łazik, zespół zauważył wyraźne różnice między wynikami testu na podstawie Ziemi a zachowaniem łazika w warunkach podobnych do księżyca.Dalsza analiza przy użyciu Chrono ujawniła, że oryginalna metoda testowania, która obejmuje mniejsze łaziki o jednej szóstej masie testowanej na pustyniach Ziemi, nie ma kluczowej zmiennej-grawitacji Ziemi działającej na piasku.

Na Ziemi grawitacja mocno ciągnie się na piasku, zagęszając go i czyniąc go bardziej sztywnym i wspierającym.Zapewnia to lepszą przyczepność dla kół Rover.Ale na Księżycu, gdzie grawitacja jest jedna szósta jako silna, powierzchnia jest luźniejsza i łatwiejsza.W rezultacie łaziki częściej tracą przyczepność i utkną - jak Spirit Rover NASA, który w 2009 r. Został na stałe uwięziony w miękkiej ziemi marsjańskiej.

Aby uniknąć podobnych incydentów w przyszłych misjach, naukowcy podkreślają potrzebę dokładniejszych testów terenu przed uruchomieniem.Narzędzia symulacyjne, takie jak Chrono, pomagają wypełnić tę lukę, modelowanie środowisk o niskiej grawitacji bardziej realistycznie niż testy fizyczne na podstawie ziemi.

Oprócz zastosowań przestrzennych Chrono było przydatne w modelowaniu szerokiej gamy systemów ziemskich-od mechanicznych zegarków po pojazdy wojskowe poruszające się po szorstkim terenie.Chociaż jest bezpłatny i publicznie dostępny, jego rozwój i konserwacja wymagają ciągłego wysiłku zespołu UW -Madison.

Zespół jest dumny z budowania oprogramowania branżowego w środowisku akademickim-coś, co jest rzadkie, szczególnie na poziomie wymaganym przez agencje kosmiczne.Chrono nadal ewoluuje, a aktywny rozwój zapewnia, że pozostaje cennym narzędziem do rozwiązywania rzeczywistych wyzwań inżynierskich, zarówno na Ziemi, jak i innych planet.