Tests en soufflerie :
Les souffleries sont des installations au sol conçues pour simuler les conditions de flux d'air rencontrées par la capsule lors d'une entrée atmosphérique supersonique. Des modèles réduits ou des répliques de la capsule sont montés dans la section d'essai de la soufflerie, et de l'air à haute pression ou d'autres gaz sont forcés à travers le tunnel à des vitesses supersoniques. Ces tests fournissent des données précieuses sur les caractéristiques aérodynamiques de la capsule, telles que la traînée, la portance et la stabilité, dans des conditions d'écoulement réalistes.
Simulation numérique de la dynamique des fluides (CFD) :
CFD est un outil puissant pour analyser numériquement les écoulements de fluides à l'aide de méthodes informatiques. Les scientifiques peuvent créer des modèles virtuels de la capsule et simuler son entrée supersonique dans l'atmosphère martienne. En résolvant des équations mathématiques complexes, la CFD aide à prédire la trajectoire de la capsule, la répartition de la pression, le transfert de chaleur et d'autres paramètres associés au vol supersonique. Les simulations CFD complètent les tests en soufflerie et fournissent des informations supplémentaires sur le comportement de la capsule.
Test en vol avec des fusées-sondes :
Les fusées-sondes sont des fusées à un seul étage capables de transporter des charges utiles à haute altitude, offrant ainsi une plate-forme pour les essais en vol dans des conditions proches de l'espace. Les scientifiques peuvent utiliser des fusées-sondes pour tester des prototypes ou des composants à petite échelle de la capsule d’entrée. Ces tests en vol fournissent des données réelles sur les caractéristiques dynamiques supersoniques de la capsule, notamment ses performances aérodynamiques, sa réponse thermique et ses systèmes de contrôle. Les données des essais en vol valident les prédictions des essais en soufflerie et des simulations CFD.
Tests de chute avec des ballons à haute altitude :
Les ballons à haute altitude peuvent soulever des charges utiles à des altitudes stratosphériques, offrant ainsi la possibilité de procéder à des tests de largage. Des modèles réduits de la capsule sont équipés de capteurs et lâchés depuis les ballons à des hauteurs spécifiques. Pendant la descente, les modèles rencontrent des conditions de flux d’air supersonique similaires à celles rencontrées lors de l’entrée sur Mars. Les tests de chute fournissent des informations précieuses sur le comportement dynamique de la capsule, le déploiement du parachute et les performances globales des systèmes.
Tests thermiques :
La capsule d'entrée sur Mars Tianwen-1 est confrontée à des températures extrêmement élevées lors de l'entrée supersonique en raison de la friction intense avec l'atmosphère. Les scientifiques effectuent des tests thermiques pour évaluer la capacité de la capsule à résister à ces conditions extrêmes. Des installations de flux thermique, des souffleries à jet d'arc et d'autres installations spécialisées sont utilisées pour simuler l'environnement thermique de l'entrée sur Mars et évaluer les matériaux et structures de protection thermique de la capsule.
Grâce à une combinaison d'essais en soufflerie, de simulations CFD, d'essais en vol, d'essais de chute et d'essais thermiques, les scientifiques évaluent en profondeur les caractéristiques dynamiques supersoniques de la capsule d'entrée sur Mars Tianwen-1. Ce processus de test rigoureux contribue à atténuer les risques et garantit que la capsule est capable de relever en toute sécurité les défis de l’entrée atmosphérique supersonique au cours de sa mission sur Mars.
