LDSD

Der Low-Density Supersonic Decelerator ist ein Testfluggerät zur Validierung von Drag-basierter Bremstechnik für Raumfahrzeuge, die in dünne Atmosphären eindringen. Es ist im Grunde ein großer aufblasbarer aerodynamischer Bremskörper, gekoppelt mit einem Überschallschirm, der in große Höhe geflogen und abgeworfen wird, um Daten darüber zu sammeln, wie diese Systeme beim Abbremsen einer Nutzlast von Hyperschallgeschwindigkeit in niedrigdruckartigen Umgebungen wie dem Mars oder der Venus funktionieren.

Der LDSD versucht keine Weichlandung; es ist ein reines instrumentiertes Testgerät. Jeder Flug trägt Beschleunigungsmesser, Drucksensoren, Videokameras und Telemetrieausrüstung. Das Fluggerät wird von einem Hochaltitude-Ballon oder einer Raketenschlitten bis in große Höhe transportiert und dann zum freien Fall freigegeben. Bei etwa Mach 1,8 bis 2,0 entfaltet sich ein aufblasbarer Hyperschall-Bremskörper, um Luftwiderstand zu erzeugen. Im Unterschallbereich öffnet sich ein großer Überschallschirm, um die Bremsleistung zu beenden. Das Gerät landet dann unter Fallschirm oder wird aus dem Meer geborgen.

Das Kernproblem, das der LDSD adressiert, ist das "Mars-Eintrittsproblem": Der Mars hat gerade genug Atmosphäre, um Drag-Bremsung zu erfordern, aber zu wenig für herkömmliche Fallschirme allein. Ein Eintrittsfahrzeug kann sich nicht allein auf Triebwerke verlassen, wenn der Treibstoff begrenzt ist. Der von LDSD getestete Supersonic Retro Propulsion-Fallschirm nutzt eine viel größere Oberfläche als Standardauslegungen für die Erde, und der aufblasbare Bremskörper (in anderen Kontexten oft Ballute genannt) bietet kontrollierten Luftwiderstand bei Geschwindigkeiten, bei denen starre Hitzeschilde unhandlich werden. Die NASA führte mehrere LDSD-Flüge zwischen 2014 und 2018 durch, um Stabilität, dynamische Lasten und Trennungsereignisse zu vermessen.

Die Wartung des LDSD umfasst die Bodenbearbeitung empfindlicher Aufblasbarer, komplexer Avioniksysteme und Druckbehälter. Techniker müssen sich sowohl mit Luft- und Raumfahrt-Fallschirmpacken als auch mit Inspektionen von Verbundstoffkonstruktionen auskennen. Die aufblasbaren Bremskörper bestehen typischerweise aus Vectran oder ähnlichen hochfesten Leichtgewichtsstoffen über einem internen Lastband-Tragwerk. Die Prüfung vor dem Flug konzentriert sich auf Stoffintegrität, Nahtqualität und Ventilfunction. Jedes Anzeichen von Faltenbildung, Porenbildung oder Klebstoffverschleiß im Stoff erfordert Austausch statt Reparatur.

Obwohl der LDSD speziell eine NASA-Forschungsplattform und kein Produktionssystem ist, beeinflussen seine Daten die Auslegung echter Mars-Lander-Fallschirmsysteme und Eintrittsregelungsalgorithmen. Bodenmannschaften müssen sowohl die experimentelle Natur des Fluggeräts als auch die strikten Anforderungen an Sensorkalibrierung und Datenintegrität verstehen, denn ein einziger Flugausfallfall kann ein Programm um Monate zurückwerfen und Monate vorhergehender Analyse kompromittieren.