Вселенная сегодня


Новости космоса и астрономии



Всемирное координированное время (UTC): Понедельник, 23.10.2017, 23:27

Вселенная Сегодня » 2012 » Июль » 3 » Интегрируя новые концепции по входу в атмосферу, спуску и посадке будущих человеческих миссий к Марсу

03.07.2012
Интегрируя новые концепции по входу в атмосферу, спуску и посадке будущих человеческих миссий к Марсу
Автор: Nancy Atkinson



Заметка редактора: Гостевой пост написан Andy Tomaswick, электротехник, который следит за космической наукой и технологией.

Одна из самых технически трудных задач любых пилотируемых миссий к Марсу - это безопасно доставить астронавтов на землю. Комбинация высокой скорости, необходимой для короткого путешествия в космосе, и гораздо более легкой атмосферы Марса создает аэродинамическую проблему, которая была решена до сих пор только для роботизированного космического корабля. Если люди однажды будут гулять по пыльной поверхности Марса, нам нужно будет разработать сначала лучше технологии Входа, Спуска и Посадки.

"Эти технологии являются частью недавнего собрания Лунного Планетарного Института, конференции Концепции и Подходы к Освоению Марса, проводимой 12-14 июня 2012 года в Хьюстоне, которая была сосредоточена на последних усовершенствованиях в технологиях, которые могли решить проблему Входа, Спуска и Посадки.

Из множества технологий, которые были представлены на собрании, казалось, что большинство привлекло многоуровневые системы, включая различные стратегии. Различные технологии, которые наполнят эти ряды, частично зависимо от миссии, и все еще нуждаются в дополнительных испытаниях. Тремя из наиболее широко обсуждаемых были Hypersonic Inflatable Aerodynamic Decelerators (HIADs) (Сверхзвуковые Надувные Аэродинамические Замедлители), Supersonic Retro Propulsion (SRP) (Сверхзвуковой Ретро Импульс), и различные формы аэродинамического тормоза.

Сверхзвуковые Надувные Аэродинамические Замедлители являются по существу большими тепловыми экранами, обычно находящимися во многих типах возвращающихся пилотируемых капсул, используемых в космических полетах последних 50 лет. Они работают с помощью большой области поверхности, чтобы создавать достаточно препятствия через атмосферу планеты для замедления летящего космического корабля до разумной скорости. Начиная с того, что стратегия работала так хорошо на Земле в течение лет, естественно перенести технологию на Марс. Даже невзирая на то, что есть проблема перевода.

Сверхзвуковые Надувные Аэродинамические Замедлители полагаются на сопротивление способности замедлять космический корабль. С тех пор как Марс имеет намного менее плотную атмосферу, чем Земля, это сопротивление не особенно эффективно в медленном входе. Из-за падения эффективности, Сверхзвуковые Надувные Аэродинамические Замедлители предполагается использовать только для других технологий. Так как они также используются как тепловой щит, они должны быть прикреплены к кораблю а начале входа в атмосферу, когда трение воздуха вызывает сильное нагревание некоторых поверхностей. Как только транспорт замедлился до скорости, где нагревание больше не проблема, выпускается Сверхзвуковой Надувной Аэродинамический Замедлитель для того, чтобы позволить другим технологиям заняться остальными процессами торможения.

Одна из этих технологий - это Сверхзвуковой Ретро Импульс (SRP). Во многих планах, после того, как выпускается Сверхзвуковой Надувной Аэродинамический Замедлитель, Сверхзвуковой Ретро Импульс становится прежде всего ответственным за замедление космического корабля. SRP - это тип технологии посадки, обычно обнаруживаемой в научной фантастике. Общая идея очень проста. Одни и те же типы двигателей, которые ускоряют космический корабль, чтобы уйти от земной скорости, могут быть повернуты по кругу и использоваться для остановки скорости, достигнув места назначения. Чтобы замедлить корабль, либо перекидываются оригинальные ракетные ускорители по кругу на возврат либо проектируются направленные вперед ракеты, которые будут использоваться только для посадки.

Химическая ракетная технология, необходимая для этой стратегии уже хорошо понятна, но ракетные двигатели работают по-другому, когда они передвигаются со сверхзвуковыми скоростями. Должно быть проведено больше испытаний для проектирования двигателей, которые могут работать с напряжением таких скоростей. Сверхзвуковые Ретро Импульсы также используют топливо, которое космическому кораблю потребуется нести всю дистанцию до Марса, делая это путешествие более дорогостоящим. Сверхзвуковые Ретро Импульсы большинства стратегий также выбрасываются за борт в некоторой точке спуска. Потерянный вес и проблема контролируемого спуска вслед за столбом пламени к месту посадки помогает привести к этому решению.

Как только ускорители SRP отпадут, в большинстве проектов вступает в действие технология аэродинамического тормоза. Широко обсуждаемая технология на конференции была баллют (ballute), объединение воздушного шара и парашюта. Идея этой технологии в том, чтобы захватить воздух, который несется мимо садящегося космического корабля и использовать его, чтобы наполнить баллют, который привязан к кораблю. Сжатие воздуха, несущегося в баллют вызвала бы нагревание газа, в эффекте, создающем горячий воздушный шар, который имеет подъемные свойства, похожие на используемые на Земле.

 Предполагая, что достаточно воздуха собралось в баллюте, он мог бы обеспечить окончательное замедление, необходимое для мягкого снижения садящегося космического корабля на Марсианскую поверхность, с минимальным напряжением полезного груза. Тем не менее, общее количество, которым эта технология будет тормозить корабль, зависит от количества воздуха, которое она могла бы ввести в структуру. С большим воздухом будет больше баллют, и большее напряжение материала, из которого сделан баллют. Из этих соображений, он не рассматривается как независимая технология Входа, Спуска и Посадки.

Эти стратегии едва прикасаются к поверхности предполагаемых методов Входа, Спуска и Посадки, что могли бы быть использованы человеческой миссией к Марсу. Curiosity, новейший ровер вскоре совершит посадку на Марсе, использует несколько, в том числе уникальную форму SRP, известную как Sky Crane (Небесный Кран). Результаты этих систем помогут ученым, как тем, что на конференции LPI, определить, какой набор технологий Входа, Спуска и Посадки будет самым эффективным для любых человеческих миссий к Марсу.

Читайте нашу предыдущую статью о трудностях приземления больших грузов на Марсе, интервью с Rob Manning из JPL.

P.S. Все новости освоения космоса читайте на сайте Вселенная Сегодня, в том числе о спуске космического корабля Dragon SpaceX, смотрите фотографии Луны в высоком разрешении, сделанные Китаем, читайте о таинственных секретах лунного кратера Джордано Бруно, о таинственных реках на Луне, смотрите фотографию системы Сатурна от Cassini.

Заголовок главного изображения: Художественная концепция Сверхзвукового Надувного Аэродинамического Замедлителя, замедляющего атмосферный вход космического корабля. Предоставлено: NASA.

Заголовок второго изображения: Сверхзвуковые струи зажигаются по направлению к космического корабля для замедления транспорта во время входа в марсианскую атмосферу перед разворачиванием парашюта. Изображение - это Марсианская Научная Лаборатория в Mach 12 с 4 сверхзвуковыми ретроимпульсными струями. Предоставлено: NASA.

Источник: LPI Concept and Approaches for Mars Exploration.



Название прочитанной вами статьи "Интегрируя новые концепции по входу в атмосферу, спуску и посадке будущих человеческих миссий к Марсу".

Похожие статьи:
Категория: Космические корабли | Просмотров: 1595 | Теги: Марс, вход спуск посадка, космический полет человека | Рейтинг: 0.0/0
Читайте также:
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]