NASA намерено испытать новую систему для спуска на Марс

Главная » Общество » Развитие науки » NASA намерено испытать новую систему для спуска на Марс
Развитие науки Комментариев нет

NASA намерено испытать новую систему для спуска на Марс

Американский тормозной конус будет выглядеть примерно так (иллюстрация NASA/Langley Research Centre).

17 августа специалисты исследовательского центра Лэнгли (NASA Langley Research Centre) собираются проверить в деле свой необычный прототип системы, предназначенной для мягкого спуска полезных грузов в разреженной атмосфере Марса.

Новое американское устройство представляет собой гибрид тороидального надувного баллона (воздушного шара) и конического парашюта (из термостойкого материала), называемый иногда баллютом (ballute).

По мнению Нейла Читвуда (Neil Cheatwood), одного из руководителей проекта, — это именно то, что потребуется земной технике, когда грузы, доставляемые на поверхность Марса, начнут расти по массе (что пригодится в более сложных миссиях, не говоря уж о гипотетической ещё высадке человека). Существующих технологий может не хватить для уверенного торможения больших объектов в тонкой атмосфере Красной планеты.

Размеры жёстких тормозных щитов ограничены диаметром ракет-носителей, запускающих межпланетные станции с Земли, а от обычных парашютов там толку мало — интенсивно снижать скорость нужно ещё на значительных высотах, где атмосфера очень разрежена. Тормозные же ракетные двигатели применяются, напротив, перед самой посадкой.

Между тем диаметр надувного конуса или «гриба» может в несколько раз превышать поперечник спускаемого аппарата. И это не просто повысит эффективность торможения на всём пути спуска, но радикально расширит доступные для исследования районы Марса, поскольку речь может идти о высадке аппаратов в области с большей высотой (чуть было не сказали «над уровнем моря»), там — где атмосфера тоньше.

Через несколько дней с полигона NASA Wallops Flight Facility в Вирджинии должна взлететь суборбитальная ракета Black Brant 9. Она доставит на высоту 211 километров рабочий прототип надувного термостойкого конуса, созданного с применением керамики и кевлара.

После отделения от носителя этот аппарат будет заполнен сжатым азотом, отчего надуется до диаметра в 3 метра — в 7 раз больше поперечника ракеты. За спуском гибкого щита в атмосфере будут наблюдать различные приборы и датчики.

Сама по себе идея таких систем не нова: на эту тему специалисты по обе стороны океана дискутировали ещё в 1960-х. Но первый реальный шаг в этой области был сделан в нашей стране. Ведь всё выше описанное — не что иное, как «Пневматическое тормозное устройство» (ПТУ), разработанное, построенное и даже испытанное в космосе специалистами НПО имени Лавочкина.

Разумеется, детали конструкции российского надувного конуса отличаются от таковых у заокеанского последователя, создаваемого американцами самостоятельно. Но общая идея — один в один.

С 2000 по 2005 годы Россия выполнила четыре запуска аппарата, названного «Демонстратор». Первые три были неудачными из-за технических неполадок, но четвёртый прошёл хорошо. Судя по переданной по радио телеметрии, конус отработал на ура. Правда, после приземления где-то на Камчатке удивительный аппарат потеряли. Тем не менее работоспособность технологии была доказана.

Более того, НПО имени Лавочкина также уже рассуждало о перспективах использования ПТУ именно на Марсе, в том числе — для спуска очень крупных аппаратов. А ещё — разработало вариант такого конуса для доставки небольших грузов (результатов экспериментов) с МКС на Землю.

Российское семейство ПТУ различного «калибра». Отличительная их особенность – двухстадийная работа. Фактически спускаемый груз оснащается двумя вложенными конусами. Первый (меньшего диаметра) надувается ещё в космосе и обеспечивает основное торможение с максимальными нагрузками и прохождением самой горячей фазы спуска, когда температура перед носом аппарата достигает 6 тысяч кельвинов (при этом защищённый конусом полезный груз не нагреется выше 30 градусов Цельсия). Второй конус надувается уже в нижних слоях атмосферы и обеспечивает дополнительное торможение перед посадкой.По этой схеме в центре Лавочкина построены (или ещё только спроектированы) ПТУ, предназначенные для спуска с орбиты грузов весом от нескольких десятков килограммов до 70 тонн. На последнем рисунке: 1 – полезная нагрузка, 2 – орбитальная двигательная установка, 3 – ПТУ, 4 – силовые тросы. Красным цветом показана система надува баллона, тёмно-серым – жёсткая носовая часть, голубым – торовые

Но кто первым внедрит тормозные надувные системы в практику — неясно. То же агентство NASA пока не планирует ни одной реальной космической миссии с таким устройством. Например, крупная и тяжёлая марсианская лаборатория MSL, старт которой в поисках марсианской жизни намечен на 2011 год, при спуске будет полагаться на жёсткий тормозной щит из термостойких плиток.

И даже гораздо более отдалённая (и в силу финансовых причин всё ещё гипотетическая) миссия по возврату марсианских камней на Землю — Mars Sample Return — тоже, скорее всего, будет использовать давно отработанную технику торможения, отмечает Адам Штельцнер (Adam Steltzner), менеджер системы спуска и посадки миссии MSL. Но, по его словам, в перспективе экзотические пока ещё конусы, вероятно, будут востребованы. «Для всего, что тяжелее двух метрических тонн, мы будем нуждаться в помощи», — заявил Адам. (Читайте также о родственной системе «Спасатель».)

Комментировать

Перед отправкой формы:
Human test by Not Captcha