Технологии для посадки на Марс

Одной из самых сложных технических задач почти для любого пилотируемого перелета на Марс, является правильная и безопасная доставка космонавтов на поверхность «Красной планеты». Сочетание предельной скорости полета, которая необходима для путешествия в космическом пространстве, и очень маленькая плотность атмосферы Марса, несомненно, добавляют сильные аэродинамические препятствия, преодолеть которые ранее удавалось в основном автоматическим аппаратам. Но все же, если люди хотят в ближайшем будущем высадиться и прогуляться по пыльной поверхности планеты Марс, они должны разработать уникальную и, главное действенную систему спуска и посадки.

Этот вопрос, об эффективных разработках посадки поднимался на встрече Лунного Планетарного института, в рамках программы о ближайшем исследовании Марса, которая состоялась в Хьюстоне в начале июня. Участники этой конференции заострили свое внимание прогрессе в области новейших технологий, способных помочь в решении проблемы посадки. На заседании было представлено множество различных технологических новинок. Многие из них хотели использовать не как целые системы, а как отдельные модули, пригодные только для посадки на определенном этапе. Здесь рассматривается самая обсуждаемая система, состоящая из 3-х этапов и, сообразно, 3-х технологий: Сверхзвуковое Ретро движение (SRP), гиперзвуковые аэродинамические надувные замедлители (HIADs), а так же различные виды торможения в атмосфере.

Технология HIADs это, своего рода, большой тепловой экран. Именно эта технология не один раз использовалась в течение 60 лет в спускаемых пилотируемых капсулах на Земле. Экран, использует значительную поверхность, создавая достаточное сопротивление при проходе через атмосферу, замедляет скорость аппарата. Эта технология сначала прошла испытания на Земле и отлично зарекомендовала себя, а следовательно, появилась идея опробовать эту технологию для высадки на Марс. Однако тут возникает закономерный вопрос. Система HIADs работает, по принципу сопротивления воздуха. А так как атмосфера Марса еще тоньше, разработка теряет свою эффективность. Помимо необходимого замедления космического аппарата, тепловой экран HIADS защищает его от чрезмерного перегрева. Поэтому, в теории, эта разработка может применяться в начальной стадии спуска на Марс, в качестве тепловой защиты, после этого остальные технологии возьмут на себя часть процесса атмосферного торможения.

Одной из таких систем является технология SRP. Во многих современных системах, после отработки HIAD, SRP (сверхзвуковое ретро движение) становится главной технологией, которая способствует понижению скорости корабля. Такая система торможения довольно часто встречается в научной фантастике. В ее основе лежит довольно простая идея: двигатели, которые ускоряют космические корабли, могут быть развернуты и применяться для понижения скорости аппарата. Для того, чтобы внедрить такую технологию нужно создавать ракетные ускорители, которые могли бы разворачиваться в противоположенную сторону. Единственный минус системы состоит в том, что придется весь путь от Земли до Марса транспортировать дополнительное горючее, которое увеличивает стоимость полета.

После того, как Сверхзвуковое Ретро Движение (SRP) сделает свое дело, в силу вступают модули атмосферного торможения. Самым обсуждаемым на «Хьюстонской» конференции было надувное устройство торможения в виде специального баллона, вместе с парашютами. Идея этой технологии заключается в захвате воздуха, который проходит возле посадочного корабля, и использовании его для наполнения надувного тормозного устройства. Воздух, наполняющий надувное устройство, разогревается до нужной температуры, образуя своего рода легкий воздушный шар с теплым газом внутри, который будет действовать по земному принципу. Этот модуль торможения позволит существенно снизить скорость и благополучно приземлить космический аппарат на поверхность Марса, с минимальными перегрузками для экипажа.