Orion's parachutes simulation

Giới thiệu:

Hệ thống đổ bộ trái đất (Earth Landing System – ELS) là một thành phần nội tại của bất kỳ của bất kỳ chương trình vũ trụ nào có phi hành đoàn. Một ELS an toàn và hiệu quả sẽ đưa một nhóm phi hành gia trở về Trái đất một cách đáng tin cậy mà không làm tăng khối lượng và thể tích của phương tiện một cách không cần thiết.

       1. Chương trình Artemis đưa con người trở lại mặt trăng:

Artemis I sẽ là chuyến bay thử nghiệm tích hợp đầu tiên của hệ thống thám hiểm không gian sâu của NASA: Tàu vũ trụ Orion, tên lửa Hệ thống phóng không gian (Space Launch System rocket), và hệ thống mặt đất tại trung tâm vũ trụ Kenedy ở Cape Canaveral, Florida.

Artemis I sẽ là chuyến bay thử nghiệm tích hợp đầu tiên của tàu vũ trụ Orion không có bánh lái trên đỉnh hệ lửa Space Launch System. Giai đoạn này của nhiệm vụ sẽ kiểm tra khả năng hoạt động của Orion ngoài quỹ đạo Trái đất tầm thấp, nó cũng sẽ thử nghiệm các hệ thống liên lạc và điều hướng không gian sâu. SLS sẽ đưa Orion đến một quỹ đạo ổn định ngoài mặt trăng. Từ quỹ đạo đó, Orion sẽ quay trở lại Trái đất và thể hiện khả năng tái thâm nhập bàu khí quyển Trái đất và hạ cánh.

Mười ba trọng tải thứ cấp cũng sẽ đến Mặt trăng trên Artemis I. Các trọng tải bao gồm các vệ tinh nhỏ sẽ nghiên cứu  bề mặt Mặt trăng, đo từ trường trong không gian và đánh giá tác động của bức xạ không gian. Các vệ tiinh này sẽ phóng trong bộ chuyển đổi giai đoạn của Orion.

Bốn tải trọng khác, sẽ bay trên Artemis I bên trong module Orion crew, bao gồm một chiếc áo khoác có thể giúp các phi hành gia tránh bức xạ không gian có hại trong các nhiệm vụ không gian sâu trong tương lai.

Link video quá trình phóng và hạ cánh của nhiệm vụ Artemis I (Nguồn NASA) :

      2. Orion parachutes system

Hệ thống dù của tàu Orion được thiết kế để đảm báo hạ cánh an toàn cho các phi hành gia quay trở lại trái đất trong mô đun phi hành đoàn ở tốc độ vượt 25000 mph từ các nhiệm vụ thám hiểm không gian sâu.

Hệ thống này rất quan trọng đối với sự trở về an toàn của các phi hành đoàn tương lai của Orion, những người sẽ du hành bên ngoài mặt trăng để khám phá các hành tinh khác trong hệ mặt trời, bao gồm cả sao Hỏa.

Mặc dù bạn đầu, bầu khí quyển của Trái đất sẽ làm chậm phi thuyền xuống 325 mph, nhưng cần có dù để đạt tốc độ hạ cánh an toàn <= 20 mph.

Năm 1969, Hoa Kỳ phóng tàu vũ trụ trong dự án Apollo đưa ba phi hành gia Armstrong, Aldrin và Collins đặt chân lên mặt trăng.

Vào ngày 24/07/1969 tàu Apollo mang theo ba phi hành gia đi vào bầu khí quyển và hạ cánh an toàn xuống vùng biển phía bắc Thái Bình Dương lúc 16:50 UTC.

Chẳng bao lâu nữa, một loạt các sứ mệnh mặt trăng mới sẽ được thực hiện trong khuôn khổ dự án Artemis. Mặc dù mực tiêu của các nhiệm vụ này khá khác nhau, nhưng hồ sơ quá trình phóng và hạ cánh của chúng khá tương đồng.

Dù được triển khai ở độ cao 9000 feet và tốc độ capsule là 130 mph, những chiếc dù chính sẽ làm chậm module phi hành đoàn xuống tốc độ hạ cánh 17 mph.

①  Dù kéo tấm chắn trước được sử dụng cùng với động cơ đẩy pháo hoa để đảm bảo tách tấm chắn phía trước, bảo bệ Orion và các dù của nó trong thời gian nóng lại. Đường kính 7 feet và 8 lbs mỗi chiếc, làm bằng vật liệu 100% Kevlar (khoảng xấp xỉ 38 cubic feet). Mỗi chiếc dù FBC dài khoảng 100 feet tính từ phần đính kèm FBC đến đỉnh tán dù (khi thổi phồng). Được triển khai ở độ cao 26500 feet và tốc độ capsule là 475 feet/s (324 mph).

② Các dù Drogue được triển khai để lạm chậm và ổn định module phi hành đoàn trong quá trình hạ cánh và thiết lập các điều kiện thích hợp cho việc triển khai dù chính sau đó. Đường kính 23 feet và 80 lbs mỗi chiếc, vật liệu kết hợp Kevlar / Nylon (khoảng 400 cubic feet). Mỗi chiếc dù Drogue dài khoảng 100 feet tính từ bộ phận gắn module capsule đến đỉnh tán dù (khí được thổi phồng). Được triển khai ở độ cao 25000 feet và tốc độ capsule là 450 feet/s (307 mph).

③ Các dù Pilot được triển khai để nâng và triển khai các dù chính từ khoang phía trước của module capsule. Đường kính 11 feet và 11 lbs mỗi chiếc, vật liệu kết hợp Kevlar / Nylon (khoảng 95 square feet). Được triển khai ở độ cao 9500 feet và tốc độ capsule là 190 feet/s (130 mph).

④ Những chiếc dù chính được triển khai để làm chậm module capsule hạ cánh đến tốc độ đảm bảo an toàn cho phi hành gia. Đường kính 116 feet và 310 lbs mỗi chiếc, vật liệu kết hợp Kevlar / Nylon (khoảng 10500 square feet). Dù chính được triển khai (nâng)từ khoang phía trước của module capsule bằng dù hoa tiêu. Mỗi chiếc dù dài khoảng 265 feet tính từ bộ phận gắn module capsule đến tỉnh trên cùng của tán dù (khi được thổi phồng).

Hệ thống dù của Orion được thiết kế để chú trọng đến sự an toàn của phi hành đoàn, nó có thể chịu được sự cố hỏng hóc của một dù Drogue hoặc một chiếc dù chính và nó có thể đảm bảo hạ cánh an toàn tỏng trường hợp khẩn cấp.

Mỗi chiếc dù Drogue có 24 dây treo. Mỗi dây treo dù được đánh giá là có thể tải ít nhất 5.000 lbs. Điều đó đủ mạnh để nâng hầu hết các xe ô tô chở khách.

Mỗi chiếc dù chính có 80 dây treo.Mỗi dây treo của dù chính được đánh giá là có thể tải ít nhất 1.500 lbs. Điều đó đủ mạnh để chứa sáu người lớn với một số dung sai để dự phòng.

Nắp chắn phía trước, dù Drogue và dù chính của Orion được đóng gói bằng máy ép thủy lực.

Vải dù nylon chính của dù có khối lượng dao động từ 1.2 đến 2.0 ounce / square yard. Vải nylong làm dù chính mỏng đến mức bạn có thể thực sự nhìn xuyên qua nó.

Test bung tấm chắn phía trước của Orion (Orion Forwward Bay Cover Test):

Airdrop parachute Development Test:

Mô phỏng quá trình triển khai dù chính Orion (thực hiện bởi Viettechview):

Với kinh nghiệm nhiều năm làm việc ở trung tâm R&D tại các tập đoàn công nghiệp lớn của Nhật Bản. Kinh nghiệm làm việc lâu năm trong lĩnh vực thiết kế, mô phỏng, điều khiển tự động, gia công chế tạo…

Chúng tôi đã từng bước nghiên cứu, phát triển, cải tiến và cho ra đời giải pháp R&D mới cho hệ thống lạnh, công nghệ ô tô, công nghệ máy bay, hệ thống an toàn, robot, xây dựng dân dụng, thủy lợi, năng lượng…

Nếu quý công ty có nhu cầu cần hợp tác, hoặc biết thêm thông tin chi tiết. Xin vui lòng liên hệ qua những kênh sau đây:

Email: viettechview.kh@gmail.com

Hotline: 0363 999 110

Rất mong nhận được hợp tác và phục vụ.