Самым тяжелым аппаратом, совершившим успешную посадку на Марсе на данный момент является ровер Curiosity, имеющий массу около одной тонны. Отправка более амбициозных роботизированных миссий к поверхности Красной планеты - а также в конечном счете пилотируемых миссий - будет предполагать большую массу полезной нагрузки, находящуюся в диапазоне от 5 до 20 тонн. Чтобы произвести посадку таких тяжелых аппаратов, необходимо предварительно тщательно разработать посадочную стратегию. Именно это стало целью нового исследования.
Обычно, когда космический аппарат входит в марсианскую атмосферу на сверхзвуковой скорости, составляющей более 30 махов, он быстро замедляется, раскрывает парашют для еще более эффективного торможения, а затем использует ракетные двигатели или наполненные воздухом демпферные подушки для завершения посадки.
«К сожалению, парашютные системы плохо масштабируются вверх по размеру с увеличением массы посадочного аппарата. Новая идея состоит в отказе от использования парашюта в пользу более мощных ракетных двигателей для торможения», - сказал один из авторов работы Зак Путнам (Zach Putnam), ассистент-профессор кафедры авиакосмического инжиниринга Иллинойского университета в Урбане-Шампейне, США.
Проблема с использованием тормозных ракетных двигателей состоит в необходимости доставки на Марс дополнительной массы, которая не относится к полезной нагрузке.
Предложение Путнама и его коллег состоит в смещении центра тяжести аппарата при посадке. Сначала посадка производится вертикально, что обеспечивает на первом этапе максимальное торможение, а затем при снижении скорости до определенной величины изменение центра тяжести аппарата меняет угол вектора его скорости, и дальнейшая посадка протекает под углом к поверхности, значительно отличающимся от прямого угла. Это позволяет максимизировать эффективность торможения в наиболее низких, плотных слоях атмосферы планеты и снизить количество топлива, необходимого для ракетных двигателей при больших массах посадочных аппаратов, показывает Путнам в своей работе.
Исследование опубликовано в журнале Journal of Spacecraft and Rockets; главный автор Кристофер Дж. Лоренц (Christopher G. Lorenz).
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20190213034352
Обозрение "Terra & Comp".
