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Il Più pesante di una navicella spaziale, valida su Marte, il rover è «Кьюриосити». Peso autonoma scientifico del laboratorio è di circa una tonnellata. L'invio di più ambiziose missioni sul pianeta Rosso, e in prospettiva di e di persone, richiedono l'uso di più pesanti veicoli spaziali peso da 5 a 20 tonnellate. Per questo è necessario sviluppare nuove tecniche di atterraggio. L'obiettivo di un recente studio di un gruppo di studiosi della university of Illinois, il comunicato stampa che ha pubblicato EurekAlert!, consisteva proprio in questo.
Di Solito, quando la macchina entra nell'atmosfera di Marte a velocità ipersonica circa 30 Mach, deve rapidamente rallentare, aprire il paracadute e utilizzando motori a razzo o airbag per completare l'atterraggio.
«purtroppo, paracadute sistemi poco sono progettati per una più massiccia di veicoli. La nostra idea è quella di abbandonare il paracadute e utilizzare le più grandi motori a razzo per la discesa», — dice professore associato di tecnologia aerospaziale university of Illinois Zach Putnam.
Secondo Putnam, quando il modulo di discesa sta rallentando fino a velocità Mach 3, devono partecipare i motori elettrici, che creerà una spinta inversa e rallentano la macchina per una vestibilità sicura. Il problema è che tale manovra brucia un sacco di carburante. Carburante, di solito, che costituiscono la maggior parte della massa dell'apparecchio, aumentano il costo di tutto il lancio. Ogni chilogrammo di carburante è meno kg di carico utile: strumenti scientifici, attrezzature, persone e così via.
«Quando la sonda raggiunge la velocità ipersonica, prima del lancio di razzi si verifica una piccola quantità di portanza, che è possibile utilizzare per la gestione di cassa, – dice Пантэм. – Se unissimo il centro di gravità in modo che si è spostata verso una delle parti, la macchina vola sotto un'altra angolazione».
Пантэм spiega che i flussi intorno alla macchina nella parte anteriore e posteriore sono diversi l'uno dall'altro, che crea uno squilibrio, la differenza di pressione. Così come la forza di sollevamento è rivolto in una direzione, può essere utilizzato per la direzione della macchina durante la discesa attraverso l'atmosfera.
«Durante l'ingresso nell'atmosfera, discesa e atterraggio abbiamo qualche possibilità di gestire la macchina. Siamo in grado di cambiare la sua direzione. Quando la velocità ipersonica questo controllo può avvenire a scapito di portanza, che si verifica con il lancio del freno motori, сжигающих una certa quantità di carburante. Gestisci l'avvio dei motori consente di realizzare molto precisa di atterraggio. Se si desidera piantare molto grande macchina di precisione è da dimenticare, in caso contrario dovrà bruciare tutto il carburante. Ma è possibile trovare un equilibrio tra questi due modi».
«Supponiamo che vogliamo ridurre la velocità di scatto fino a 3 Passate. Esattamente come dovremmo aerodinamicamente gestire in гиперзвуковом modalità per ridurre al minimo il consumo di carburante e massimizzare la massa di un eventuale carico utile? Per massimizzare la quantità di massa che saremo in grado di tirare su una superficie, è importante prendere in considerazione l'altezza, per cui sarà necessario avviare i motori di rientro dell'apparecchio, così come l'angolo tra il vettore velocità e la linea dell'orizzonte», — aggiunge Пантэм.
I Calcoli hanno mostrato come utilizzare al meglio il vettore portanza e controllare la discesa sul pianeta a seconda delle caratteristiche del razzo e l'altezza di volo, per massimizzare спускаемую massa.
«si è Scoperto che dal punto di vista del consumo di carburante ottimale eseguirà l'ingresso in atmosfera per vettore portanza è stato rivolto verso il basso, come se il razzo si tuffa. E poi al momento giusto, dipende dalla velocità e di tempo, deve girarsi verso l'alto e volare a bassa quota. Più il tempo che la macchina si terrà nella più densa atmosfera, più forte e più a lungo sarà agire su di essa la resistenza aerodinamica e meno avrai bisogno di carburante per l'atterraggio», — dice Пантэм.
Discutere le conclusioni dello studio possono essere nel nostro .
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