Viziunea artistică a unei nave spațiale care utilizează retropulsion pentru a controla
Roverul Curiozitate (1 tonă metrică) a devenit cel mai greu vehicul de aterizare de pe Marte. Dar în viitor, pentru colonizare, va trebui să trimiteți mult mai multă încărcătură în intervalul de 5-20 tone. Pentru a efectua o aterizare sigură, trebuie să înțelegeți cum să gestionați masele mari.
De obicei, vehiculul intră în atmosfera marțiană la viteze hipersonice (aproximativ 30 max), încetinește rapid, pune în funcțiune parașutul și activează motoarele de rachetă sau airbagurile.
Din nefericire, sistemele de parașute sunt dificil de scalat cu creșterea masei dispozitivului. Prin urmare, oamenii de stiinta doresc sa elimine parasuta si sa utilizeze motoare de rachete mai mari pentru a reduce.
Când sistemul de aterizare încetinește până la 3 Max, motoarele cu jet sunt activate în direcția opusă pentru a încetini vehiculul și a efectua o aterizare controlată. Problema este că acest lucru arde o cantitate imensă de combustibil. Propulsorul mărește masa aparatului, din cauza căruia costul misiunii este în creștere. Dar fiecare kilogram de combustibil ia această cantitate de la instrumentele științifice și scaunele echipajului.
Când mașina funcționează cu viteză hipersoncventă, este creată o anumită ascensiune înainte de a lansa motoarele de tip rachetă, care pot fi utilizate pentru control. Dacă mutați centrul de greutate astfel încât să nu fie uniform, dar mai greu pe o parte, puteți direcționa zborul dintr-un unghi diferit. Cercetătorii spun că fluxul în jurul aparatului diferă de sus și de jos, ceea ce cauzează dezechilibru și cădere de presiune. La intrare, coborâre și aterizare există posibilitatea de a gestiona transportul. Dar, dacă vom porni motoare pe 3 Max, atunci cum ar trebui să controlam aerodinamic dispozitivul în mod hipersonic pentru a folosi cantitatea minimă de combustibil și pentru a maximiza masa încărcăturii utile?
În acest sens, este importantă înălțimea la care sunt pornite motoarele descendente, precum și unghiul pe care vectorul de viteză îl creează cu orizontul. Studiul examinează metode optime de control pentru găsirea unei strategii de aterizare în condiții de siguranță în mod hipersonic în diferite condiții de aterizare interplanetară.
Analizele arată că pentru combustibilul cu rachete intrarea în atmosferă, cu un vector de ridicare orientat în jos, va fi optimă, ca urmare a faptului că dispozitivul se scufundă. Apoi, într-un anumit punct (în funcție de timp sau viteză) trebuie să comutați la ridicare, astfel încât unitatea să se deplaseze înainte la o altitudine mică. Aceasta vă permite să transportați mai mult timp în zbor la altitudine mică, unde densitatea stratului atmosferic este mai mare. Din acest motiv, rezistența crește, reducând cantitatea de energie consumată.
