Запропоновано економічний спосіб доставки багатотонних вантажів на Марс
Source:
найважчим космічним апаратом, доставленим на Марс, є марсохід «Кьюріосіті». Вага автономної наукової лабораторії становить близько однієї тонни. Відправка більш амбітних місій на Червону планету, а в перспективі і людей, потребує використання більш важких космічних апаратів вагою від 5 до 20 тонн. Для цього необхідно розробити нові методи посадки. Мета недавнього дослідження команди вчених з Іллінойського університету, прес-реліз якого опублікував EurekAlert!, полягала саме в цьому.
Звичайно, коли апарат входить в атмосферу Марса на гіперзвукової швидкості близько 30 Махов, він повинен швидко сповільнитися, розкрив парашут і задіявши ракетні двигуни або повітряні подушки, щоб завершити посадку.
«На жаль, парашутні системи мало призначені для більш масивних транспортних засобів. Наша ідея полягає в тому, щоб відмовитися від парашута і використовувати більш великі ракетні двигуни для спуску», — коментує доцент кафедри аерокосмічних технологій Іллінойського університету Зак Патнем.
За словами Патнэма, коли спусковий модуль сповільнюється до швидкості 3 Махов, повинні включитися електричні двигуни, які створять зворотну тягу і сповільнять апарат для безпечної посадки. Проблема в тому, що такий маневр спалює багато палива. Паливо, як правило, становить основну частину маси апарату, збільшують вартість усього запуску. Кожен кілограм палива – це мінус кілограм корисного навантаження: наукових інструментів, обладнання, людей і так далі.
«Коли космічний апарат досягає гіперзвукової швидкості, перед запуском ракетних двигунів виникає невеликий обсяг підйомної сили, яку можна використовувати для управління апаратом, – каже Пантэм. – Якщо ми зрушимо центр ваги так, щоб він змістився до однієї з сторін, апарат полетить під іншим кутом».
Пантэм пояснює, що потоки навколо апарату в передній і задній частині відрізняються один від одного, що створює дисбаланс, різницю в тиску. Так як підйомна сила спрямована в одну сторону, її можна використовувати для направлення апарату під час спуску через атмосферу.
«Під час входу в атмосферу, спуску і посадки у нас є деяка можливість керування апаратом. Ми можемо змінювати його напрямок. При гіперзвукових швидкостях це управління може здійснюватися за рахунок підйомної сили, яка виникає з запуском гальмівних двигунів, що спалюють певний обсяг палива. Управління запуском двигунів дозволяє здійснити дуже точну посадку. Якщо потрібно посадити дуже великий апарат, то про точності варто забути, в іншому випадку доведеться спалити все паливо. Але можна знайти баланс між цими двома способами».
«Припустимо, що ми хочемо знизити швидкість спуску до 3 Махов. Як саме ми повинні аеродинамічно управляти їм у гиперзвуковом режимі, щоб мінімізувати використання палива і при цьому максимізувати масу можливої корисного навантаження? Щоб максимізувати обсяг маси, яку ми зможемо спустити на поверхню, важливо врахувати висоту, при якій необхідно буде запустити двигуни спускного апарата, а також кут між вектором швидкості і лінією горизонту», — додає Пантэм.
Розрахунки показали, як найкращим чином використовувати вектор підйомної сили і контролювати спуск на планету в залежності від характеристик ракети і висоти польоту, щоб максимізувати спускаемую масу.
«Виявилося, що з точки зору витрат палива найбільш оптимальним буде виконувати вхід в атмосферу так, щоб вектор підйомної сили був спрямований вниз, наче ракета пірнає. А потім у потрібний момент, залежить від швидкості і часу, вона повинна розвернутися вгору і летіти на низькій висоті. Чим більше часу апарат проведе у більш щільній атмосфері, тим сильніше і довше буде діяти на нього аеродинамічний опір і тим менше потрібно палива для посадки», — говорить Пантэм.
Обговорити висновки дослідження можна в нашому .
Більше:
Американці на Місяці: що повинен знати кожен?
Прийдешній день космонавтики – моє найулюбленіше свято. Він знаменує собою тріумф людського розуму: всього за якісь чотири тисячі років Homo Sapiens пройшли шлях від мисливців-збирачів дослідників космосу. 12 квітня 1961 року радянський космонавт Юрі...
Чому деякі галактики спіральної форми?
Знаєте що мене дивує найбільше? Те, що ми сприймаємо навколишній світ як даність. Тварини, рослини, закони фізики і космос сприймаються багатьма людьми як щось настільки буденне і нудне, що вони вигадують фей, привидів, монстрів і чаклунство. Погодьт...
Астрономам вдалося побачити загибель іншої зоряної системи
В космічному океані дрейфує безліч таємниць, про існування яких ми навіть не здогадуємося. Одна з таких була розкрита п'ять років тому, коли астрономи виявили самотню зірку на відстані 570 світлових років від Землі, яскравість якої блякла нерегулярно...
Новини
Чим займеться марсіанський супутник MAVEN у 2020 році?
протягом останніх чотирьох років космічний апарат ретельно вивчав атмосферу Марса. Все це час він літав на відстані 6 196 км від поверхні планети, але в 2020 році він візьме на себе додаткову задачу, для виконання якої їй потрібно...
Ілон Маск озвучив приблизну вартість переїзду на Марс
На думку засновника і голови приватної космічної компанії SpaceX, одного разу польоти на Марс стануть доступні дуже багато людей. Достатньо лише буде продати своє житло на Землі і вкласти виручені гроші в космічний переїзд. Крім т...
Mars One закритий. Організація, що стоїть за проектом за колонізації Марса, збанкрутувала
Пам'ятайте організацію Mars One? Ту саму, що обіцяла відправити людей заселяти Марс і зробити з цього даний телевізійне реаліті-шоу? Так ось, вона банкрут, згідно з фінансовими документами, які були опубліковані в мережі. У них вк...
SpaceX збирається побудувати 1 мільйон наземних супутникових станцій в рамках проекту Starlink
Компанія SpaceX подала заявку до Федеральної комісії зі зв'язку США (FCC), в якому описується план по створенню неземної інфраструктури для своєї супутникової мережі Starlink, повідомляє портал GeekWire з посиланням на відповідні ...
Нова загадка для вчених: чому астероїд Ультіма Туле має сплющену форму?
На початку 2019 року космічний апарат New Horizons пролетів повз самого віддаленого об'єкта, що вивчається людьми . В кінці січня дослідники показали якісний з якого у всіх склалося враження, що він має форму гантелі. Виявилося, щ...
Телескоп «Хаббл» показав надзвичайні погодні явища Урану і Нептуна
Як і на Землі, в Урана і Нептуна є змінюваність сезонів, яка, як припускають, планетологи, визначає деякі особливості їх атмосфери. Однак часи року на цих планетах тривають набагато довше ніж на Землі, розтягуючись на цілі десятил...
Роскосмос хотів би відправити російських космонавтів на Місяць у 2031 році, але є проблема
Перший пілотований політ на Місяць російських космонавтів відбудеться в 2031 році, передає агентство РІА Новини, посилаючись на що потрапила в його розпорядження документ Цндімаш — головного наукового інституту держкорпораці...
Представлений «самий великий ракетний двигун», виготовлений методом 3D-друку
На ринку орбітальних запусків незабаром з'явиться новий гравець. До SpaceX або хоча б тієї ж Blue Origin йому ще далеко, але старт виявився досить жвавим. Приватний шотландський стартап Orbex представив найбільший в світі ракетний...
Інженери запропонували досліджувати Марс з допомогою надувних БПЛА
Досліджувати Марс непросто. На поверхні планети в різний час працювали кілька масроходов і посадочних модулів, а зверху за Червоною планетою спостерігали орбітальні апарати. Наприклад, зараз внизу працює «» («Оппортьюніті на зв'яз...
Ізраїльська приватна компанія відправить 19 лютого до Місяця посадковий модуль
У середині лютого ізраїльська приватна некомерційна організація SpaceIL збирається відправити на Місяць посадковий модуль. Місія покликана стати логічним завершенням 11-річного конкурсу, спрямованого на стимулювання приватного сек...
Японський зонд «Хаябуса-2» здійснить посадку на астероїд Рюгу 22 лютого
Японський міжпланетний зонд «Хаябуса-2» 22 лютого спробує здійснити посадку на поверхню 900-метрового астероїда Рюгу, у якого він перебуває з червня минулого року. Про це повідомляє Японське агентство аерокосмічних досліджень (JAX...
SpaceX відклала перший політ Crew Dragon до 2 березня
SpaceX і NASA встановили нову цільову дату для першого випробувального польоту Crew Dragon: 2 березня. Передбачалося, що капсула злетить поверх ракети і кинеться до МКС в перший раз 7 січня, але партнери з тих пір переносили запус...
#фото дня Дуже рідкісна фотографія зворотної сторони Місяця на тлі Землі
У січні 2019 року сталася історична подія — китайський зонд «Чан'е-4» успішно сів , зробив приголомшливі панорами і навіть злегка вивчив його поверхню. Виконання цієї місії було б неможливим, якби не робота супутника «Лунцзян-2» —...
Рівно рік тому Ілон Маск відправив у космос автомобіль. Що з ним зараз?
Минуло рівно 12 місяців з моменту надважкої ракети-носія Falcon Heavy приватної аерокосмічної компанії SpaceX. 6 лютого 2018 року зі стартового майданчика Pad 39A Космічного центру Кеннеді у космос відправився особистий автомобіль...
#фото дня «Роскосмос» поділився знімком дельти висохлої річки марсіанської
Російська держкорпорація «Роскосмос» опублікувала на своєму офіційному сайті свіжу фотографію марсіанської поверхні. На панорамному зображенні, отриманому космічним апаратом Trace Gas Orbiter (TGO) російсько-європейської місії ...
Сейсмометр марсіанського зонда InSight отримав захист від вітрів і спеки
У листопаді 2018 року відбулася історична подія — на поверхню Марса , призначений для вивчення внутрішньої будови планети. Його головний інструмент, сейсмометр для спостереження за протікають усередині планети процесами, був встан...
У Росії розроблений перший «багаторазовий» ракетоплан. Ось як він буде виглядати
У Росії стартувала розробка першого «багаторазового» літального апарату. Створенням безпілотного ракетоплана зайнялася компанія «ІСОН», яка надала зображення нового апарату виданню РІА Новини. Очікується, що з його допомогою стане...
SpaceX провела перші вогневі випробування нового двигуна Raptor для корабля Starship
Глава компанії SpaceX через Twitter повідомив про перше успішне пропалення ракетного двигуна Raptor, який буде використовуватися на міжпланетному кораблі для польотів до Місяця і Марса. Раніше Маск говорив, що розробка Raptor веде...
«Таксі» Boeing для доставки астронавтів на МКС готове до випробувань
Агенція NASA має намір доставляти астронавтів з Землі на МКС за допомогою невеликих космічних кораблів. Своїми помічниками в цій справі воно обрало компанії SpaceX і Boeing — остання розробила космічний апарат CST-100 Starliner, я...
Адміністратор NASA розповів про найближчі плани агентства, Марсі та інопланетян
У грудні заступник голови Управління науковими місіями аерокосмічного агентства NASA Томас Зурбухен відвідав з робочим візитом Бостонський університет, де він виступив з доповіддю, а також відповів на кілька запитань студентів про...
Примітка (0)
Ця стаття не має коментарів, будьте першим!