Podsumowanie projektu KRET

            Tytuł:                                     Optymalizacja parametrów technicznych penetratora KRET na podstawie modelu numerycznego i badań doświadczalnych 

Nr projektu :                                     98103

Beneficjent :                                    Centrum Badań Kosmicznych PAN

Kierownik projektu:                      dr inż. Karol Seweryn

Czas trwania projektu:                 01.01.2009 – 20.06.2011

Jednostka finansująca :                Ministerstwo Gospodarki w ramach współpracy z Europejską  Agencją Kosmiczną

                Penetrator geologiczny KRET jest urządzeniem przeznaczonym do pracy w warstwach podpowierzchniowych ciał Układu Słonecznego. Powstał on w latach 2006 – 2008 w Centrum Badań Kosmicznych PAN w Warszawie. Najważniejszym zadaniem urządzenia jest zagłębienie się pod powierzchnię regolitu wraz z niewielkimi sensorami służącymi do różnorodnych badań naukowych, w tym pomiarów termicznych, wilgotności, składu chemicznego, optycznych oraz spektralnych. Dzięki unikatowej konstrukcji, to niewielkie urządzenie (waga: ok. 0,5 kg, średnica: 2 cm, długość: 33 cm) charakteryzujące się minimalnym poborem mocy na poziomie 0.3W ma możliwość zagłębienia się do kilku metrów pod powierzchnię np. Księżyca.

                Celem projektu było wyznaczenie kluczowych i optymalnych parametrów urządzenia KRET pozwalających na maksymalizację zagłębienia urządzenia w warunkach pracy na Księżycu. Realizację projektu oparto na prototypie penetratora KRET oraz oprogramowania do symulacji interakcji pomiędzy penetratorami a materiałem ziarnistym. Projekt został zrealizowany w Centrum Badań Kosmicznych PAN w Warszawie oraz na Wydziale Wiertnictwa Nafty i Gazu AGH w Krakowie.

                W ramach projektu zostało zbudowane szereg układów testowych pozwalających na sprawdzenie efektywności penetrometrów w różnych materiałach oraz przy różnej wartości grawitacji. Stanowiska testowe składają się z szeregu podsystemów: począwszy od układu nośnego zapewniającego możliwość przeprowadzenia testów do 5m w wersji pionowej lub 2m w wersji o zmiennej inklinacji. Poprzez automatyczny system napełniania regolitem stanowiska, a skończywszy na systemie zdalnej detekcji penetratora z wykorzystaniem systemu elektromagnetycznego. Warto podkreślić, że w ramach realizacji projektu został opracowany na WWNiG AGH polski analog materiału księżycowego, który został wykorzystany do przeprowadzenia testów.

                W drugiej fazie projektu przeprowadzono dwie kampanie testowe, dzięki którym otrzymano charakterystyki funkcjonalne penetratorów funkcji rodzaju materiału oraz jego kompakcji. Jednocześnie eksperymentalnie potwierdzono, że penetrator KRET jest w stanie zagłębić się na 5 m pod powierzchnię oraz że prędkość procesu zagłębienia zależy od kompakcji materiału oraz energii urządzenia. Testy wykazały, że progres penetratora nie zależy znacząco od grawitacji.

                Porównując wyniki testów z symulacjami numerycznymi wyznaczono główne czynniki determinujące efektywność działania penetratora typu KRET. W szczególności są to energia urządzenia, która powinna być jak największa przy nie zmienionym przekroju poprzecznym penetratora oraz stosunek masy młotka do masy obudowy, który powinien być większy od jedności, przy założeniu nie zmienionego stosunku masa przeciwmasy do masy młotka rzędu 10:1. Wyznaczone parametry pozwoliły na opracowanie ulepszonej konstrukcji KRET 2.

Zdjęcie poniżej przedstawia zespół osób pracujących w projekcie podczas kampani testowej wiosną 2011 roku.

Ryc. 1. Osoby zaangażowane w projekt(od lewej) Jerzy Grygorczuk (CBK PAN), Roman Wawrzaszek (CBK PAN), Łukasz Wiśniewski (CBK PAN), Tomasz Rybus  (CBK PAN), Łukasz (WWNiG AGH), Karol Seweryn razem z penetratorem KRET (CBK PAN) and Stanisław Bednarz (WWNiG AGH). W tle 5m stanowisko testowe.

Szczegóły dotyczące projektu można znaleźć na stronie internetowej http://mechatronics.cbk.waw.pl/projekty/optymalizacja-parametr%C3%B3w-technicznych-penetratora-kret