Ученые из Самары придумали, как исполь­зовать атмосферу Юпитера в качестве тормоза для косми­че­ского зонда

По расчетам балли­стиков из Самарского универ­ситета им. Королева, таким образом можно сэкономить до 40% топлива при полетах к спутникам крупнейшей планеты Солнечной системы.

В процессе полета к планете, астероиду или комете иссле­до­ва­тель­ского зонд сначала разго­няется по траек­тории полета, а затем тратит немало топлива на тормо­жение, чтобы не пролететь мимо заданной цели или не врезаться в нее. Описывая эту проблему, ученые Самарского универ­ситета в качестве аналогии приводят всем понятную езду на автомобиле, где для тормо­жения исполь­зуется снижение скорости и контакт шин с асфальтом. В космосе нет шин и асфальта нет, вместо этого — плотная атмосфера Юпитера. При помощи нее зонд способен затор­мозить, потратив гораздо меньше топлива.

Самарские иссле­до­ватели при помощи программного комплекса проложили маршруты миссии с Земли к 4 крупнейшим спутникам Юпитера — Ганимеду, Каллисто, Ио и Европе. Погасить набранную для путеше­ствия от Земли скорость косми­ческий аппарат сможет, войдя на время под точно рассчи­танным углом на время войдет в плотную атмосферу Юпитера. Когда скорость снизится до нужного значения, зонд «вынырнет» на орбиту того или иного спутника, в зависи­мости от цели миссии. 

- Мы рассчитали, что снизить затраты топлива можно за счет исполь­зо­вания аэроди­на­ми­че­ского маневра в плотной юпите­ри­анской атмосфере. Уменьшение расхода топлива в целом на миссию составит от 20 до 40% в зависи­мости от выбранного спутника, это соответ­ственно позволит увеличить массу полезной нагрузки косми­че­ского аппарата, — рассказала завка­федрой динамики полета и систем управ­ления Самарского универ­ситета им. Королева профессор Ольга Старинова.

При приме­нении этого аэроди­на­ми­че­ского косми­ческий аппарат испытывает нагрузки, значения которых могут превышать предельно допустимые, к тому же, при движении в атмосфере сильно повышается темпе­ратура поверх­ности зонда. Все это может привести к выходу из строя целевой аппаратуры. Поэтому при модели­ро­вании маневра прово­дился тщательный контроль ограни­чений этих параметров.

В качестве модельного рассмат­ри­вался косми­ческий аппарат с электро­ра­кетными двига­телями. Были рассчитаны углы его входа и глубины погру­жения в юпите­ри­анскую атмосферу для миссий к каждому из четырех спутников планеты. Самой сложной и ресур­со­емкой оказалась миссия к Ганимеду, наиболее простой — к Каллисто. Ученые считают, что из-за относи­тельно низкого радиа­ци­онного фона по сравнению с другими тремя спутниками, именно на Каллисто могла бы разме­ститься будущая косми­ческая база.

Поделиться: