Защо за Марс ни е нужна летяща чиния

Апарат, наподобяващ повече летяща чиния, отколкото досега използваните конструкции, ще е нужен за бъдещата мисия на Марс.

Апаратът на НАСА LDSD (Low-Density Supersonic Decelerator) утре ще бъде тестван над Хавай.

Какво налага такава конструкция и защо е толкова важен този апарат за бъдещите полети на Марс.

Хората изследват Червената планета в продължение на четири десетилетия, използвайки роботизирани сонди. През 1976 г. Viking Landers успешно се приземи на повърхността на Марс - първото кацане на Марс. През 2012 г. апаратът на НАСА Curiosity Rover оцеля през "седемте минути на ужас", през които се извърши подход, навлизане в атмосферата и успешно кацане на повърхността на Марс с помощта на подобен на парашута на Viking. Тази система, макар и надеждна, е ограничена: тя не може да осигури полезен товар от повече от един тон.

Viking Landers

НАСА планира все по-амбициозни роботизирани мисии до Марс, подготвя се и за пилотирана мисия в през 2030. В рамките на подготовката, Агенцията изгражда следващата си голяма ракета - системата Space Launch (SLS), способна да изпрати космическите кораби Orion по-далече в космоса, отколкото когато и да било.

Инженерните предизвикателства в тази област са значителни. Да кацнеш на Марс не е същото като да кацнеш на Земята, или дори на Луната. Нашата атмосфера е много гъста; Луната е без атмосфера въобще. Марсианската атмосфера е някъде по средата. Тя е тънка атмосфера, което означава, че един космически кораб ще се нуждае от нещо повече от парашут за да се приземи. А Марс има достатъчно атмосфера, за да се изключи използването за кацане на ракетни двигатели, както се прави на Луната.

За да подкрепи евентуалната пилотирана мисия, НАСА се нуждае от технологии, способни да приземят между 20 до 30 тона на повърхността на Марс. Устройството LDSD е стъпка в тази посока: то поддържа полезния товар на 2-3 тона, което представлява удвояване на сегашните възможности.

НАСА залага на атмосферното съпротивление като решение. Използването на парашут за забавяне спестява от двигатели и гориво. Бъдещите мисии на НАСА на Марс изискват тежкотоварни спускаеми апарати, способни да пренасят големи товари и да маневрират на по-голяма височина. Сегашните технологии в съчетание с тънката марсианска атмосфера правят планинските върхове и високите южните равнини недостъпни, което ограничава какви области на Червената планета може да се изследват.

LDSD разполага с три различни устройства, предназначени за справяне с тези проблеми. Две масивни, с формата на поничка въздушни възглавници, построени от кевлар - наречени свръхзвукови аеродинамични надуваеми забавители (SIADs), които ще се надуят около апарата. Чрез увеличаване на площта на повърхността му, също и на Orion, размерът на съпротивлението на въздуха също ще се увеличи и ще намали скоростта на космическия кораб. За проектирането на технологията, необходима за изпълнението на тази задача, НАСА взе "ноу-хау" от една хавайска риба - когато е уплашена, тя се надува, за да отблъсне потенциалните хищници. Инженери смятат, че същата техника може да се използва като средство за намаляване на скоростта. Бързо надуване на SIADs ще се увеличи площта на космическия кораб, пътуващ към Червената планета, и значително да намали скоростта му.

В заключителната част на системата LDSD отваря парашут, 30,5 метра в диаметър - два пъти размера на парашута от времето на Viking. След като (SIADs се надуе и забави товара грубо до 1400mph (625 m / s), се отваря парашутът. Той е натоварен със задачата да забави апарата до дозвукови скорости. И трите устройства ще бъде най-големите по рода си някога летяли със свръхзвукови скорости.

Тъй като не е практично да се тестват на Марс тези нови технологии, учените използват следващия най-добър вариант - тънкия слой на горната атмосфера на Земята, известен като стратосфера. LDSD ще бъдат тествани над Тихия океан, тъй като това е мястото, където атмосферата прилича най-много на Марс.Чрез симулиране на свръхзвуковото навлизане и насочване за кацане на Марс, инженерите ще имат представа за това колко добре технологията LDSD ще се осъществи на Марс.

Още по темата

02/06/2015

Космос

Ще можете да гледате на живо утре изпитанието на "летящата чиния" на НАСА - LDSD (обновена)