Hạ cánh máy bay và máy bay trực thăng trên sao Hỏa là một thách thức. Đó là một thách thức thậm chí còn lớn hơn khi bạn không có đủ thông tin về việc những chiếc dù chịu lực căng như thế nào trong quá trình lao xuống mặt nước. Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm nghiên cứu chuyến bay Armstrong của NASA ở Edwards, California, đang thử nghiệm các cảm biến có độ đàn hồi cao, sẵn có, có thể cố định vào một chiếc dù trong quá trình thử nghiệm để cung cấp dữ liệu còn thiếu.
Nhóm thử nghiệm chuẩn bị một thiết bị thử nghiệm bằng mẫu vải nylon tại Trung tâm Nghiên cứu Chuyến bay Armstrong của NASA ở Edwards, California. Vải trong thiết bị thử nghiệm tạo thành bong bóng khi có áp suất tác dụng lên bàng quang silicon bên dưới. Một thử nghiệm tương tự có thể được thực hiện với cảm biến trên vải để xác minh cảm biến sẽ hoạt động khi bị kéo giãn theo ba chiều. Nhà cung cấp hình ảnh: NASA/Genaro Vavuris
Biết được vật liệu tán dù kéo dài như thế nào trong quá trình triển khai có thể tăng cường tính an toàn và hiệu suất bằng cách định lượng giới hạn của vải và cải thiện các mô hình máy tính hiện có để có những chiếc dù đáng tin cậy hơn cho các nhiệm vụ như hạ cánh phi hành gia trên Trái đất hoặc đưa các thiết bị khoa học và tải trọng lên sao Hỏa. Đây là công trình Enhancing Parachutes by Instrumenting the Canopy, hay EPIC, nhằm nâng cao khả năng đo lường sức căng của dù.
"Chúng tôi đang hướng đến mục tiêu chứng minh cảm biến nào sẽ có tác dụng xác định độ căng trên vật liệu mái dù mà không làm ảnh hưởng đến nó", LJ Hantsche, giám đốc dự án cho biết. Ban giám đốc Sứ mệnh Công nghệ Không gian của NASA tài trợ cho công việc của nhóm thông qua dự án Sáng kiến Sự nghiệp Sớm.
Bắt đầu với 50 ứng cử viên cảm biến tiềm năng, nhóm đã thu hẹp và thử nghiệm 10 loại cảm biến khác nhau, bao gồm cả các cảm biến đang phát triển và có sẵn trên thị trường. Nhóm đã chọn ba cảm biến hứa hẹn nhất để tiếp tục thử nghiệm.
Những cảm biến này bao gồm một cảm biến gốc silicon hoạt động bằng cách đo sự thay đổi trong lưu trữ điện tích khi cảm biến bị kéo căng. Hantsche giải thích rằng nó cũng dễ dàng gắn vào hệ thống ghi dữ liệu. Cảm biến thứ hai là một cảm biến bện nhỏ, có thể kéo căng, đo sự thay đổi trong lưu trữ điện. Cảm biến thứ ba được tạo ra bằng cách in mực kim loại lên một loại nhựa mỏng và dẻo.
Hantsche cho biết việc xác định phương pháp liên kết từng cảm biến với vật liệu tán siêu mỏng và trơn là rất khó. Khi nhóm tìm ra cách gắn các cảm biến vào vải, họ đã sẵn sàng để bắt đầu thử nghiệm.
"Chúng tôi bắt đầu bằng thử nghiệm đơn trục, trong đó mỗi đầu của vật liệu dù được cố định và sau đó kéo đến khi hỏng", bà nói. "Thử nghiệm này rất quan trọng vì sự kéo giãn của cảm biến gây ra phản ứng điện của nó. Xác định mối tương quan giữa độ biến dạng và phản ứng của cảm biến khi nó ở trên vải là một trong những mục tiêu đo lường chính của chúng tôi".
Giai đoạn thử nghiệm này được thực hiện với sự hợp tác của Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA ở Pasadena, California. Phiên bản tốc độ cao của thử nghiệm này, mô phỏng tốc độ triển khai dù, đã được thực hiện tại Trung tâm Nghiên cứu Glenn của NASA ở Cleveland.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng thử nghiệm bong bóng cho các cảm biến, mô phỏng thử nghiệm một chiếc dù 3D. Nó bao gồm mẫu vải và màng silicon được kẹp giữa vòng đường kính 4 inch và cấu trúc thử nghiệm. Khi được điều áp từ bên trong, màng silicon sẽ giãn nở vải và cảm biến thành hình bong bóng. Thử nghiệm này được sử dụng để xác nhận hiệu suất của cảm biến khi nó bị uốn cong và được so sánh với các kết quả thử nghiệm khác.
Với dự án EPIC sắp hoàn thành, công việc tiếp theo có thể bao gồm các thử nghiệm nhiệt độ, phát triển hệ thống thu thập dữ liệu cho chuyến bay, xác định xem cảm biến có thể được đóng gói bằng dù mà không có tác dụng phụ hay không và vận hành hệ thống trong chuyến bay. Nhóm EPIC cũng đang làm việc với các nhà nghiên cứu tại Trung tâm nghiên cứu Langley của NASA ở Hampton, Virginia, để thử nghiệm cảm biến của họ vào cuối năm nay bằng cách sử dụng thử nghiệm máy bay không người lái của trung tâm, thả một viên nang có dù.
Ngoài ra, nhóm EPIC đang hợp tác với Nhóm mô hình hệ thống đầu vào tại Trung tâm nghiên cứu Ames của NASA ở Thung lũng Silicon của California để đề xuất một dự án nhảy dù toàn diện nhằm mục đích hiểu rõ hơn về dù thông qua các chuyến bay thử nghiệm và mô hình hóa. Dự án hợp tác của NASA có thể tạo ra những chiếc dù tốt hơn, an toàn hơn và đáng tin cậy hơn cho kỷ nguyên khám phá đang đến gần.
Mời các đối tác xem các hoạt động của Công ty TNHH Tập đoàn Thái Bình Dương
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
