Посадка на Марс не будет мягкой

Уже подсчитано, что полет автоматической межпланетной станции к Марсу займет более полугода. Но даже если аппарат благополучно долетит до места назначения, "мягкая" посадка представляется делом достаточно сложным. НАСА в ходе очередной миссии предполагает использовать для смягчения посадки на Красную планету аэродинамический тормоз в форме сферы.

Фото:

Проблема прежде всего в том, чтобы при спуске аппарата на поверхность планеты вовремя затормозить. В первые четыре из шести минут торможения в атмосфере зонд существенно снижает скорость, однако она все же превышает 1 600 километров в час, тогда как до посадки остается всего 100 секунд… На этом этапе открывается парашют, сбрасывающий скорость до 320 километров в час, но расстояние до поверхности к этому моменту составляет всего 100 метров. Ясно, что при таком раскладе существует довольно высокая опасность повреждения аппарата и его содержимого, что делает миссию бессмысленной.

На сегодняшний день специалисты НАСА разработали три варианта решения данной проблемы. Первый — это приземление на двигателях, как это проделала в 1976 году советская "Луна-24"; второй — подушки безопасности, смягчающие удар о поверхность; и, наконец, комбинация ракетной тяги и тросов, которая позволяет марсоходу спуститься на поверхность Красной планеты на минимальной скорости.

Но, если мы планируем путешествие на Марс человека, то нам требуется корабль и спускаемый модуль достаточно большого объема для того, чтобы в нем мог поместиться экипаж и все необходимое для его жизнеобеспечения. Ни один из трех вышеуказанных вариантов для этого не подходят. Правда, подобные средства обещает разработать к 2016 году компания SpaceX, однако НАСА считает, что они будут адаптированы только к околоземному пространству, и нельзя всерьез рассматривать эту разработку в контексте управляемых полетов на Марс.

Выход НАСА видит в усовершенствовании системы парашютов, которыми оснащены марсоходы. Пока наблюдаемая картина печальна: парашюты, применявшиеся во время недавней американской миссии "Феникс", являются копией устройств, используемых в "Викингах", стартовавших к Марсу в 1970-е. Даже аппарат Curiosity, который должен высадиться на Марс в августе этого года, оснащен парашютом устаревшей конструкции.

"Мы нуждаемся в большем парашюте, который мог бы обеспечить спуск большего полезного груза", — заявил Марк Адлер, руководитель нового проекта "Low-Density Supersonic Decelerator" ("Сверхзвуковой замедлитель низкой плотности"). В проекте будет использована технология, впервые примененная компанией Armadillo Aerospace для торможения ракеты. Испытания аппарата прошли неудачно, но принцип эксперты НАСА взяли на вооружение. На его основе они собираются разработать три замедлителя спускаемого аппарата.

Два больших надувных шара диаметром шесть и семь метров, которые будут надуваться по периметру зонда (а не на спускаемом сверху тросе, как у Armadillo Aerospace), увеличат его трение о разреженную марсианскую атмосферу, пока спуск будет находиться в пределах сверхзвуковой скорости. Они замедлят скорость со значения с М3,5 до М2. Третьим замедлителем станет парашют диаметром в 33 метра. Он понизит скорость с 1 760 (значение М2 в марсианской атмосфере) до 280 километров в час.

Впервые для высадки на Марс будут использоваться устройства такого большого размера. Обычно подобные системы проходят испытания в аэродинамических трубах. Однако ни одна из этих труб не достигает в диаметре 33 метров, да и сверхзвуковые аэродинамические трубы диаметром семь-восемь метров — это пока фантастика. Поэтому сейчас для испытаний используют так называемые ракетные салазки.

В конце нынешнего года состоятся испытания 4,5-метрового защитного кожуха, предназначенного для будущих двигателей мягкой посадки. А в 2014 году предстоит подъем командно-агрегатной капсулы на высоту 36 километров — чтобы симулировать условия приземления в разреженной атмосфере, с последующим сбросом скорости при дополнительном ракетном ускорении до М4.

Читайте также: SpaceX бросил вызов Роскосмосу

Участники проекта надеются, что внедрение новых технологий позволит удвоить максимально допустимую массу спускаемых на Марс аппаратов и обеспечить им относительно мягкое приземление.

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"