Lądowanie na Marsie według programu MATLAB

Adam Krzykała, Jakub Nalewaj
OFF-ROAD/ Politechnika Wrocławska

O tym, jak bardzo wszechstronnym narzędziem jest MATLAB, każdy wie, lub co najmniej słyszał. Będąc członkami Koła Naukowego Pojazdów Niekonwencjonalnych OFF-ROAD Politechniki Wrocławskiej, pracującego nad projektem lądownika marsjańskiego do konkursu Red Eagle, niezwykle doceniliśmy możliwość korzystania z wielu funkcji programu MATLAB. Niejednokrotnie zarówno oszczędził nam wiele godzin pracy, jak i pozwolił na przeprowadzenie symulacji, które okazały się niezbędne do wysunięcia konstruktywnych wniosków.

Jednym z kluczowych zadań było uzyskanie trajektorii ruchu lądownika wokół Marsa, uwzględniając oddziaływanie dwóch jego księżyców (Fobosa i Deimosa). Możliwość pisania własnych skryptów w języku programowania dostępnym w programie MATLAB pozwoliła połączyć jego funkcjonalność z programem General Mission Analysis Tool (GMAT R2017a) pozyskanym od NASA. Uzyskaliśmy w ten sposób symulację trajektorii oraz wszelkie obliczenia wraz z parametrami lotu, a także ich interpretację w postaci wykresów. Jednym z wyzwań było osądzenie, czy wytracimy wystarczająco prędkość początkową, wykorzystując manewr asysty grawitacyjnej Fobosa i Deimosa. Następna faza wchodzenia w atmosferę Marsa nasunęła wiele pytań. Obecność wielu parametrów i zmiennych skomplikowała cały proces. Niezbędna okazała się przy tym analiza wektorowa prędkości oraz sił działających na lądownik podczas hamowania aerodynamicznego.

Wspomniana wcześniej wszechstronność oraz intuicyjność oprogramowania MATLAB pozwoliła uzyskać wiele cennych wyników, które z pewnością miały swój udział w zdobyciu 2 miejsca w międzynarodowym konkursie organizowanym przez NASA.