En serie markbaserade höghastighetsextraktionstester bekräftar beredskapen hos ett nytt och uppgraderat fallskärms- och väskasystem för ett falltest på hög höjd i början av juni, en del av kritiska förberedelser för att hålla ExoMars 2022-uppdraget på rätt spår inför nästa lanseringsfönster.

Testerna, utförs med NASA/JPL:s dynamiska utvinningstestrigg i Kalifornien, U.S., fokuserat på att demonstrera beredskapen hos ny utrustning utvecklad av Airborne Systems, samt verifiera ändringar av fallskärmen och väskan som tillhandahålls av Arescosmo.

ESA-Roscosmos ExoMars uppdrag, med Rosalind Franklin rover och Kazachok ytplattform i en nedstigningsmodul, kräver två huvudfallskärmar – var och en med sin egen pilotränna för utvinning – för att bromsa farten när den störtar genom Mars atmosfär. Den 15 m breda första etappens huvudfallskärm öppnas medan nedstigningsmodulen fortfarande färdas i överljudshastigheter, och den 35 m breda andra stegets huvudfallskärm utplaceras en gång i subsoniska hastigheter.

Den senaste omgången av utvinningstester fokuserade på den första huvudfallskärmen från båda företagen. Arescosmo tog upp öppna problem från tidigare misslyckade tester:en ny påsdesign och ett reviderat tillvägagångssätt för att vika för att undvika linjevridning vid utdragning. Airborne Systems fallskärm och väska genomförde också flera omgångar av utvecklingstester för att validera utvinningsprocessen.

"Båda presterade väldigt bra i testerna, säger Thierry Blancquaert, ESA ExoMars programgruppledare. "När inspektion visade att några små områden i fallskärmstaket hade varit utsatta för friktion under påsutvinningsprocessen, minskar tygets styrka på dessa få platser. Korsförhör med videofilmerna gjorde det möjligt för Airborne Systems-teamet att lokalisera ögonblicket när skadan inträffade och göra ändringar i väskan och packningen av fallskärmen. Detta skulle kunna göras med en anmärkningsvärt snabb vändning på bara ett par dagar, för att komma fram till ett framgångsrikt resultat."

Fallskärmen hade ursprungligen packats inuti påsen runt det centrala murbruket som innehåller pilotrännan, så att den vid utdragning lindades upp i 360º. Vikning av fallskärmens band i två lager, så att den först vecklas ut åt ena hållet och sedan 180º åt andra hållet, visat sig minska kapellets tendens att uppleva friktion som uppstår genom att lindas runt murbruket.

Airborne Systems första huvudfallskärm kommer nu att gå vidare för test i sitt första falltest på hög höjd planerat i början av juni från Kiruna, Sverige. Två höghöjdsballonger och dummy-nedstigningsmoduler finns tillgängliga i junifönstret, som kommer att se nedstigningsfordonet släppas under fallskärmen från en stratosfärisk ballong på en höjd av cirka 29 km.

För Arescosmos, den första huvudfallskärmen kommer att fungera som en back-up, och istället kommer fokus för dem att vändas till den andra huvudfallskärmen. Uppgraderingar av denna fallskärm och väska har redan implementerats och testats i dynamiska extraktionstester i december 2020, vilket inkluderade att man använde starkare fallskärmslinor och förstärkt material runt fallskärmens spets. För det kommande höghöjdstestet, en något mindre pilotränna (3,7 m jämfört med 4,5 m tidigare) kommer också att implementeras, som syftar till att minska energin – och därmed friktionen – som genereras vid utdragning av den andra huvudfallskärmen från dess väska. Detta kan inte testas på den markbaserade riggen i förväg, som bara är fokuserad på huvudfallskärmsutdragningen ur sin väska.

Ytterligare markbaserade dynamiska extraktionstestplatser förväntas under augusti för att förbereda för ytterligare ett par falltester på hög höjd som planeras i oktober/november i år, från Oregon, U.S.. Ytterligare testmöjligheter på hög höjd övervägs också under första halvåret 2022. Efterföljande testkonfigurationer kommer till stor del att bero på resultatet av de kommande testerna i Kiruna, även om det förväntas upprepa framgångsrika test minst en gång till.

Falltester på hög höjd kräver komplex logistik och strikta väderförhållanden, gör dem svåra att schemalägga, medan marktesterna kan upprepas vid en snabb vändning, köpa betydligt mer tid i testkampanjen och minska risken genom att tillåta fler tester att genomföras på kort tidsram.

"Vår strategi att ha två högkvalificerade team som arbetar med fallskärmarna, tillsammans med tillgången på marktestriggen, lönar sig redan och vi är redo och ser fram emot nästa falltest på hög höjd, ", säger Thierry. "Att landa säkert på Mars är en notoriskt svår uppgift. Att investera våra ansträngningar i denna teststrategi är en viktig del för att säkerställa ett framgångsrikt uppdrag när vi anländer till Mars 2023."