Hårdvara installerad på NASA:s Mars 2020 instegsfordon denna vecka kommer att bidra till att öka säkerheten för framtida Mars-landningar.

Anklagas för att ha återvänt astronauter till månen 2024, NASA:s Artemis månutforskningsplaner kommer att etablera en varaktig mänsklig närvaro på och runt månen 2028. NASA kommer att använda sina månuppdrag tillsammans med robotuppdrag till Mars för att förbereda för mänsklig utforskning av den röda planeten.

Mars Entry, Descent and Landing Instrumentation 2-projektet (MEDLI2) utvecklade en svit av sensorer som kommer att mäta aerotermiska miljöer och prestandan hos termiskt skyddssystem (TPS) material under ingångsfasen på Mars 2020-uppdraget. Ingenjörer installerade den första satsen av föremål som levererades av MEDLI2 på värmeskölden på infartsfordonet denna vecka. Infartsfordonets aeroshell består av en värmesköld och bakskal och kommer att skydda Mars 2020-rovern på väg från jorden till Mars och under inresan genom Mars-atmosfären på väg till ytan.

"Att förstå den faktiska prestandan hos vår nuvarande generation av instegsfordon är avgörande för säkra, pålitlig landning av framtida robot- och besättningsuppdrag på Mars. MEDLI2 tryck och termiska mätningar är nyckeln till den förståelsen, sa Todd White, MEDLI2 huvudutredare.

MEDLI2 avslutade nyligen miljötester på flyghårdvara vid NASAs Langley Research Center i Hampton, Virginia. Testningen, inklusive vibrations- och termisk vakuumtestning, visar hårdvarans förmåga att överleva de stora vibrationsbelastningar som upplevdes under uppskjutningen och den extrema kylan under kryssningen till Mars. Högtemperatursterilisering av en del av hårdvaran har också slutförts framgångsrikt, tillåter MEDLI2 att minimera potentialen för att oavsiktligt transportera jordbaserat biologiskt material till Mars yta. Alla MEDLI2-komponenter kommer att vara helt installerade på Mars 2020-flygplanet i slutet av november 2019.

MEDLI2 innehåller tre typer av sensorer (termoelement, värmeflödessensorer och tryckgivare), en datainsamlings- och signalbehandlingsenhet (Sensor Support Electronics Unit) för att registrera uppvärmningen och atmosfärstrycket som upplevs under inträde och genom fallskärmsplacering, och kabelnätet mellan sensorerna och sensorstödelektronikenheten. Bygger på den första MEDLI-sviten, som flög på NASA:s Mars Science Laboratory-uppdrag, instrumentering appliceras återigen på värmeskölden, men i en annan konfiguration för att bättre mäta flödesegenskaperna. Den här gången installeras instrumentering på bakskalet också för att samla in mätningar av uppvärmningen och yttrycket för att hjälpa till att minska den stora osäkerheten som tillämpas på de aktuella förutsagda resultaten.

Rymdfarkosten Mars 2020 kommer att gå in i Mars atmosfär och resa omkring 12, 500 mph (20, 120 km/h). MEDLI2 kommer att börja samla in data cirka fem timmar före inresan och fortsätter att samla in data under hela inresan och en del av nedstigningsfaserna. Det kommer att ta cirka 6 minuter att bromsa rymdfarkosten från 12, 500 mph (20, 120 km/h) till strax under 2 mph (3 km/h). MEDLI2 kommer att mäta viktiga in- och nedstigningsdata på Mars 2020-värmeskölden och bakskalet.

MEDLI2-flygdata kommer att fylla kritiskt utrymme, kunskapsluckor för nedstigning och landning som skulle främja nuvarande EDL-teknik. Denna teknik har också potential att minska TPS-massan med upp till 35 %, vilket skulle leda till betydande kostnadsminskningar. Denna teknik och data kommer också att bidra till att minska storleken på det landade fotavtrycket (osäkerhetsavtrycket) och möjliggöra åtkomst till platser med stort vetenskapligt intresse som annars kan vara svåra att nå.

"Osäkerheter i vår förmåga att modellera och förutsäga prestandan hos ett infartsfordon och det tillhörande termiska skyddssystemet gör att stora marginaler (100 % till 200 %) måste inkluderas i våra förutsägelser för att säkerställa att infartsfordonet kan överleva de värsta förhållandena , sade Henry Wright, MEDLI2 projektledare. "Flygdata kommer att göra det möjligt att minska osäkerheterna i modellerna ytterligare, vilket leder till en mer exakt förutsägelse av laster och prestanda."

De viktigaste målen för MEDLI2 är att minska designmarginaler och osäkerheter för prognoser för aerotermiska miljöer och aerodynamisk databas. Noggrann analys av MEDLI2-flygdata är avgörande för framtida NASA-utforskning av den röda planeten. MEDLI2 kommer att utforska områden som inte behandlas under uppdraget Mars Science Laboratory (MSL) och söka svar på frågor som genereras från att undersöka MEDLI/MSL-data.

MEDLI2 är ett Game Changing Development-projekt som leds av NASA:s Space Technology Mission Directorate med stöd från Human Exploration and Operations Mission Directorate och Science Mission Directorate. Projektet leds på Langley och genomförs i samarbete med NASAs Ames Research Center i Kaliforniens Silicon Valley och Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien.

Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien, bygger och kommer att hantera driften av Mars 2020-rovern för NASA Science Mission Directorate vid byråns högkvarter i Washington. NASA kommer att använda Mars 2020 och andra uppdrag, inklusive till månen, att förbereda för mänsklig utforskning av den röda planeten. Byrån har för avsikt att etablera en varaktig mänsklig närvaro på och runt månen till 2028 genom NASA:s Artemis månutforskningsplaner.