Space Rider — перспективный проект ESA — уверенно продвигается к дебютной миссии. Инженеры достигли новых рубежей сразу в двух ключевых направлениях: испытаниях теплозащиты, необходимой для прохождения через атмосферу, и отработке точной посадки аппарата после возвращения из космоса.
Недавно специалисты подвергли систему термозащиты экстремальным нагрузкам, а также завершили сборку полноразмерного демонстратора для испытаний посадки, который вскоре выполнит управляемое снижение. Эти работы знаменуют переход от проверки отдельных компонентов к полноценному моделированию миссии — важный шаг на пути к первому полету европейского многоразового орбитального аппарата уже в текущем десятилетии.
Space Rider создается как беспилотная орбитальная лаборатория, способная находиться на низкой околоземной орбите около двух месяцев, а затем возвращать на Землю эксперименты и полезную нагрузку. Аппарат предназначен для проведения исследований в условиях микрогравитации, технологических демонстраций и испытаний оборудования непосредственно в космосе с последующим анализом результатов после посадки.
В отличие от традиционных капсул, приводняющихся в океан или спускающихся на парашютах, Space Rider использует схему «несущего корпуса» без крыльев и будет приземляться при помощи управляемого парафойла — своеобразного гибридного крыла-парашюта, обеспечивающего посадку «по-самолетному» на взлетно-посадочную полосу. Подобная система ранее не применялась на действующих космических аппаратах и должна обеспечить более точное прогнозирование точки посадки и быстрое восстановление аппарата после миссии.
Полноразмерная модель для сбросовых испытаний оснащена авионикой, способной автономно управлять парафойлом после раскрытия. На борту установлены системы навигации, управления и программное обеспечение, которое будет корректировать снижение в реальном времени с учетом ветра и изменяющихся условий.
Позднее в этом году ESA планирует серию испытаний над полигоном Salto di Quirra на итальянском острове Сардиния: модель будут сбрасывать с вертолета, отслеживая весь профиль снижения. Эти тесты не воспроизводят орбитальный вход в атмосферу, но позволяют проверить заключительный этап полета — наиболее важный с точки зрения повторного использования аппарата.
Однако для успешного возвращения из космоса Space Rider должен выдерживать колоссальные температуры при входе в атмосферу. Именно поэтому ESA недавно завершило испытания системы теплозащиты в плазменной аэродинамической трубе, где материалы подвергались воздействию температур около 1600°C.
Корпус аппарата оснащен 21 теплозащитной плиткой на нижней поверхности и управляющими закрылками, изготовленными из керамического материала ISiComp, разработанного Итальянским аэрокосмическим исследовательским центром CIRA совместно с компанией Petroceramics.
Для проверки теплозащиты в условиях, максимально приближенных к реальному полету, специалисты CIRA использовали крупнейшую в мире плазменную аэродинамическую трубу. В ходе испытаний элементы конструкции обдувались потоком газа, движущимся со скоростью, превышающей скорость звука в десять раз.
Отдельная серия тестов моделировала повреждения поверхности теплозащиты — например, от микрометеоритов или космического мусора. Инженеры намеренно создавали дефекты в материале, а затем вновь подвергали его воздействию экстремальной плазмы, чтобы понять, как система поведет себя в нештатных ситуациях. По данным ESA, прототип «блестяще справляется со всеми испытаниями».