13 november 2018

Ontwerp concept van quad octocopter ‘Dragonfly’ om over Titan te vliegen

Het John Hopkins Applied Physics lab (APL) ontwikkelde de quad octocopter in het kader van NASA’s robotische missie halverwege het volgend decennium. Dragonfly kan in 1 uur verder vliegen dan de Mars rover in 10 jaar kan rijden.

 

Dragonfly concept credits; JHU APL

NASA kondigde eind 2017 de twee  finalisten aan  om een concept te maken voor een robotische missie die voor halverwege het volgende decennium gepland staat. De eerste, genaamd CAESAR (Comet Astrobiology Exploration Sampre Return), de tweede, genaamd Dragonfly, was afkomstig van het John Hopkins Applied Physics lab (APL), Baltimore. Het voorstel betreft een quad octocopter die de Saturnus maan Titan vanuit de lucht zal bestuderen.

logo credits; JHU APL

De quad octocopter zal enkele jaren autonoom rondvliegen boven het oppervlak, Titan lijkt meer op de aarde dan welke planeet in het zonnestelsel dan ook. Het is er fris, 94 K (-179.15 C), de atmosfeer is er vier maal dichter dan op aarde en bestaat met name uit methaan en stikstof. Het heeft een methaancyclus zoals de aarde een watercyclus heeft. Gemengd met nog wat organische verbindingen is het een plek om te zoeken naar sporen van primitief leven.  De sonde Huygens die in 2005 op Titan gedropt werd redde het een uur lang te overleven op het oppervlak en een foto te sturen. De dichte atmosfeer en de geringe zwaartekracht nodigen meer uit om te vliegen en zo meer plekken te ontdekken. Inmiddels hebben multi-rotor drones alom de voorkeur voor onderzoek boven vliegtuigen of heteluchtballonnen. Titan is volgens APL zelfs een van de eenvoudigste plekken in het zonnestelsel om een quadcopter te vliegen.

De quad octocopter weegt 300 kg., de motoren en propellers van dit ontwerp zijn dubbel aangebracht. Acht enkele propellers zou aerodynamischer zijn maar dan past hij niet in de cocon voor de vlucht. Een RTG zorgt voor de energievoorziening. Deze laadt de accu’s van de Dragonfly op zodat hij kan vliegen, data kan verzenden of experimenten uitvoeren. Dragonfly kan in 1 uur verder vliegen dan de Mars rover in 10 jaar kan rijden. De eerste landing zal waarschijnlijk in een duingebied zijn waarvan de duinpannen glad en vlak zijn.

Hieronder een ‘vluchtschema’ met een conservatieve aanpak. Dit stelt de Dragonfly in staat interessantere gebieden te ontdekken. De reikwijdte is 60 km, snelheid 10 m/s. en hij kan 2 uur in de lucht blijven.

Een tweede landingszone (B) wordt geïdentificeerd door grondanalyse van verkenningsafbeelding, een afstand [bereik] / 3 of minder verwijderd van de eerste landingsplaats A.Het voertuig maakt een detectiesortering over deze zone met behulp van zijn sensoren (lidar voor terreinruwheid, beeldvorming, enz.). Dan keert hij terug naar de oorspronkelijke landingsplaats (A).

Analyse op grond van de sensor gegevens bevestigt een of meer veilige sites binnen zone B ( of als er geen bevredigende site is gevonden, keert het terug naar stap 1).

Een kandidaat-derde landingszone(C) wordt geïdentificeerd in verkenningsafbeelding, een afstand 2 [bereik] 3 van A. Het voertuig maakt een detectiesortering over (C) maar landt op (B).

Vluchtschema Dragonfly credits; JHU APL

 

In de lente van 2019 zal NASA de finalist kiezen en verder gaan met de verschillende missie fases. NASA hoopt nog voor 2025 te kunnen lanceren en de aankomst op Titan van de Dragonfly zal dan rond 2030 zijn. Bron;IEEE Spectrum, jan. 2018, hierin ook het volledige interview met Ralph Lorenz van APL.

 

Laat wat van je horen

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.