Redaktoriaus pastaba: Šį svečio įrašą parašė Andy Tomaswick, elektrikos inžinierius, kuris seka kosmoso mokslą ir technologijas.
Viena iš techniškai sunkiausių užduočių, susijusių su būsimomis misijomis į Marsą, yra saugiai pasiekti kosmonautus ant žemės. Didelio greičio, reikalingo trumpai kelionei kosmose, ir daug lengvesnės Marso atmosferos derinys sukuria aerodinamikos problemą, kuri iki šiol buvo išspręsta tik robotizuotiems erdvėlaiviams. Jei žmonės vieną dieną vaikščios dulkėtu Marso paviršiumi, pirmiausia turėsime sukurti geresnes įėjimo į žemę ir tūpimo (EDL) technologijas.
Šios technologijos yra neseniai įvykusio Mėnulio planetų instituto (LPI) konferencijos „Marso tyrinėjimo koncepcijos ir požiūriai“, vykusio birželio 12–14 d., Hiustone, susitikimo dalis, kuriame pagrindinis dėmesys buvo skiriamas naujausiam technologijų progresui, galinčiam išspręsti EDL problemą.
Iš daugybės susitikime pristatytų technologijų atrodė, kad jos apima daugiapakopę sistemą, apimančią keletą skirtingų strategijų. Įvairios technologijos, kurios užpildys tas pakopas, iš dalies priklauso nuo misijos, ir jas vis dar reikia išbandyti. Trys iš plačiausiai aptariamų buvo hipergarsiniai pripučiami aerodinaminiai greitintuvai (HIAD), viršgarsinis retro variklis (SRP) ir įvairios aerobikavimo formos.
HIAD iš esmės yra dideli šilumos skydai, dažniausiai aptinkami daugelio rūšių įgulos narių grįžtamų kapsulių tipai, naudojami per pastaruosius 50 kosminio skrydžio metų. Jie dirba, naudodamiesi dideliu paviršiaus plotu, kad būtų pakankamai patraukta per planetos atmosferą, kad kelionės tempas sulėtėtų iki priimtino greičio. Kadangi ši strategija Žemėje veikia tiek metų, natūralu versti šią technologiją į Marsą. Vis dėlto yra vertimo problemų.
HIAD gali pasipriešinti orui dėl savo sugebėjimo sulėtinti plaukiojančią priemonę. Kadangi Marso atmosfera yra daug plonesnė nei Žemės, šis pasipriešinimas beveik nėra toks efektyvus, kad sulėtėtų grįžimas. Dėl šio veiksmingumo sumažėjimo svarstoma, kad HIAD galima naudoti tik su kitomis technologijomis. Kadangi jis taip pat naudojamas kaip šilumos skydas, jis turi būti pritvirtintas prie laivo grįžimo pradžioje, kai oro trintis sukelia didžiulį kai kurių paviršių šildymą. Kai transporto priemonė sulėtėja iki tokio greičio, kai šildymas nebėra problema, HIAD paleidžiamas, kad kitos technologijos galėtų perimti likusį stabdymo procesą.
Viena iš tų technologijų yra SRP. Daugelyje schemų išleidus HIAD, SRP pirmiausia tampa atsakinga už lėtesnį plaukiojimą. SRP yra nusileidimo technologijos rūšis, paplitusi mokslinėje fantastikoje. Bendra idėja yra labai paprasta. Tų pačių tipų variklius, kurie pagreitina erdvėlaivio greitį Žemėje, galima apversti ir panaudoti tam greičiui sustabdyti pasiekus kelionės tikslą. Norėdami sulėtinti laivo judėjimą, grįždami atgal apverskite originalius raketų stiprintuvus arba suprojektuokite į priekį nukreiptas raketas, kurios bus naudojamos tik tūpimo metu. Šiai strategijai reikalinga cheminių raketų technologija jau gerai suprantama, tačiau raketų varikliai veikia skirtingai, kai jie važiuoja viršgarsiniu greičiu. Reikia atlikti daugiau bandymų siekiant suprojektuoti variklius, galinčius atlaikyti tokių greičių apkrovas. SRP taip pat naudoja degalus, kuriuos plaukiojantis laivas turės nuvežti visą atstumą iki Marso, todėl jo kelionė bus brangesnė. Daugelio nusileidimo momentų metu daugumos strategijų SRP taip pat panaikinamos. Svorio metimas ir kontroliuojamo nusileidimo sunkumai sekant liepsnos stulpu iki nusileidimo vietos padeda priimti šį sprendimą.
Kai SRP stiprintuvai nustos galioti, daugumoje modelių perimtų aerobikavimo technologija. Konferencijoje dažnai aptariama technologija buvo baliutas, kombinuotas oro balionas ir parašiutas. Šios technologijos idėja yra užfiksuoti orą, kuris bėga pro nusileidimo laivą, ir panaudoti jį užpildyti prie plaukiojančios priemonės pririštą balioną. Suspaudus orą, sklindantį į balioną, dujos įkaista, iš tikrųjų susidaro oro balionas, turintis panašias kėlimo savybes, kaip ir Žemėje. Jei į biuletenį patektų pakankamai oro, jis galėtų pasiekti galutinį lėtėjimą, reikalingą, kad tūpimo laivas švelniai nusileistų ant Marso paviršiaus ir kuo mažiau apkrovos naudingajam kroviniui. Tačiau bendras šios technologijos kiekis sulėtins plaukiojimą žemyn, atsižvelgiant į oro kiekį, kurį jis galėtų sušvirkšti į savo struktūrą. Kuo daugiau oro, tuo didesnis balsavimas ir didesnis krūvis medžiagai, iš kurio pagamintas balutas. Atsižvelgiant į šias aplinkybes, ji nėra laikoma atskira EDL technologija.
Šios strategijos vos nenuplėšė siūlomų EDL metodų, kuriuos galėtų naudoti žmogaus misija į Marsą, paviršiaus. Naujausias „Rovers“, netrukus nusileidęs ant Marso, „Curiosity“ naudoja kelis, įskaitant unikalią SRP formą, žinomą kaip „Sky Crane“. Jos sistemų rezultatai padės mokslininkams, tokiems kaip tie, kurie dalyvavo LPI konferencijoje, nustatyti, koks EDL technologijų rinkinys bus efektyviausias bet kokioms būsimoms žmonių misijoms į Marsą.
Švino vaizdo antraštė: Menininko sukurta hipergarsinio pripučiamo aerodinaminio greitintuvo koncepcija, lėtinanti kosminio laivo patekimą į atmosferą. Kreditas: NASA
Antra vaizdo antraštėViršgarsiniai reaktyviniai lėktuvai paleidžiami prieš erdvėlaivį, kad transporto priemonė lėtėtų, patekdama į Marso atmosferą prieš išskleidžiant parašiutą. Vaizdas yra „Mars Science Lab“, esančioje Mach 12, su 4 viršgarsiniais retropropulsiniais purkštukais. Kreditas: NASA
Šaltinis: LPI koncepcija ir požiūriai į Marso tyrinėjimą
