Постепенно Россия начинает возвращать свои позиции в космической деятельности, утраченных в 90-00 годах. Несмотря на противодействие «заинтересованных» сторон, подковерную борьбу и публикации злопыхателей, создается национальная Российская орбитальная станция, продолжаются работы по созданию космического ядерного буксира, разрабатываются новые пилотируемый корабль и ракеты-носители. А теперь обращен взгляд и на исследование планет Солнечной системы. Луна, Марс – это конечно интересно, и они остаются в сфере интересов Роскосмоса, но по изучению Венеры с помощью АМС еще с советских времен наша страна была лидером. И эта тенденция будет сохранена. Уже сегодня инженеры Московского авиационного института МАИ разрабатывают новый метод спуска зондов в атмосфере Венеры. Как говорят конструкторы – это будет «адская посадка».
Новая методика обеспечит эффективный спуск и торможение космических аппаратов в экстремальных условиях атмосферы Венеры. Их цель — снизить энергозатраты, используя саму атмосферу планеты. Для этого придется решить сложнейшую задачу по созданию высокоэффективной теплозащиты, способной выдержать нагрев в сотни градусов.
Спуск космического аппарата в атмосферу Венеры — одна из самых сложных задач. Планета с плотной углекислотной атмосферой, разогретой почти до 500°C, и с давлением, почти в 90 раз превышающим земное, требует принципиально новых подходов к проектированию теплозащиты и систем торможения. Основная цель российских ученых — выработать методы для снижения зонда без дополнительных энергетических затрат. Для этого ученые проводят «комплексную термобаллистическую оптимизацию» на основании анализа баллистики и теплопереноса.
Ключевая идея проекта – использовать саму атмосферу Венеры для аэродинамического торможения, что ставит перед инженерами две серьезные задачи. Во-первых, необходимо создать высокоэффективную защиту, которая способна выдержать экстремальные температуры. Во-вторых, важно найти баланс между массой и эффективностью торможения, чтобы не перегрузить конструкцию.
В качестве одного из решений рассматривается новый метод проектирования теплозащитных экранов. Они будут производиться из разрушаемых и неразрушаемых композитных материалов, геометрия которых будет меняться в зависимости от условий спуска. Одновременно с этим ведется работа над методами анализа верхних слоев атмосферы Венеры. Инженеры планируют оценивать ее вязкость, теплопроводность и плотность на основе данных, полученных во время первых полетов зондов на «планету бурь».
Проект предполагает разработку новой методики моделирования и измерения характеристик воздушного потока, с которым будет взаимодействовать космический аппарат при входе в атмосферу планеты. Для этого будут проводиться компьютерное моделирование и наземные физические эксперименты с помощью специальных установок и приборов. Завершить работы планируется в 2027 году.
Стоит заметить, что применение новых технологий потенциально сможет выйти за рамки космонавтики. Они найдут применение и в других отраслях, где техника сталкивается с экстремальными тепловыми нагрузками — например, в ядерной промышленности, медицине, двигателестроении, энергетике и робототехнике.
МАИ участвует в разработке автоматической межпланетной станции «Венера-Д». Так что вполне возможно, новые разработки и технологии будут применены уже на этой АМС. Ожидается, что зонд станет первым с 1984 года российским венерианским аппаратом. Он проведет комплексное изучение планеты, включая ее атмосферу, поверхность, внутреннее строение и плазменную оболочку. Основная цель — раскрыть загадки происхождения и эволюции планеты, а также углубить знания о возможной эволюции земного климата.
#космос #космический_полет #автоматическая_межпланетная_станция #Венера #московский_авиационный_институт #МАИ #Роскосмос #композитный_материал #теплозащита #АМС