Как мы будем высаживать большие грузы на Марс
Еще в 2007 году я разговаривал с Робом Мэннингом, выдающимся инженером из Лаборатории реактивного движения, и он рассказал мне нечто шокирующее. Несмотря на то, что он успешно руководил командами по входу, спуску и посадке (EDL) в трех миссиях марсохода, он сказал, что перспектива высадки человека на Красную планету может оказаться невозможной. Но теперь, после почти 20 лет работы и исследований, а также более успешных посадок марсохода, Мэннинг говорит, что перспективы значительно улучшились.
"С 2007 года мы добились огромного прогресса", - сказал мне Мэннинг, когда мы общались несколько недель назад в 2024 году. "Интересно, как это развивалось, но фундаментальные проблемы, с которыми мы столкнулись в 2007 году, никуда не делись, они просто изменились".
Проблемы возникают из-за сочетания сверхтонкой атмосферы Марса, которая более чем в 100 раз тоньше земной, и сверхбольших размеров космических аппаратов, необходимых для полетов человека, — вероятно, от 20 до 100 метрических тонн.
"Многие люди сразу же приходят к выводу, что высадка людей на Марс должна быть простой, - сказал Мэннинг еще в 2007 году, - поскольку мы успешно приземлились на Луне и регулярно доставляем транспортные средства с людьми из космоса на Землю. А поскольку Марс находится между Землей и Луной по размерам и количеству атмосферы, то найти золотую середину на Марсе должно быть легко".
Но атмосфера Марса создает проблемы, которых нет ни на Земле, ни на Луне. У большого, тяжелого космического корабля, несущегося сквозь тонкую, изменчивую атмосферу Марса, есть всего несколько минут, чтобы сбросить скорость с приближающейся межпланетной (например, марсоход "Персеверанс" двигался со скоростью 12 100 миль в час [19 500 км/ч], когда он достиг Марса) до менее 1 Маха, а затем быстро перейти на посадочный модуль, чтобы снизить скорость до уметь мягко приземляться.
В 2007 году среди инженеров EDL преобладало мнение, что здесь слишком мало атмосферы для приземления, как на Земле, но на самом деле на Марсе слишком много атмосферы, чтобы приземлять тяжелые транспортные средства, как на Луне, используя только двигательные технологии.
"Мы называем это проблемой сверхзвукового перехода", - снова сказал Мэннинг в 2007 году. "Разница в скорости и высоте ниже 5 Махов характерна только для Марса. Существует разрыв между возможностями крупных систем ввода на Марс и возможностями технологий сверхзвукового и субзвукового замедления, позволяющих достичь скорости ниже скорости звука".
Самым крупным полезным грузом, который до сих пор доставлялся на Марс, является марсоход Perseverance, масса которого составляет около 1 метрической тонны. Для успешной посадки Perseverance и его предшественника Curiosity потребовалась сложная серия маневров и устройств, таких как небесный кран, в духе Руба Голдберга. Более крупные транспортные средства, рассчитанные на человека, будут двигаться еще быстрее и тяжелее, что сделает их невероятно трудными для торможения.
"Итак, как вы снижаете скорость до дозвуковых скоростей, - сказал Мэннинг в 2024 году в качестве главного инженера JPL, - чтобы достичь скоростей, при которых мы традиционно знаем, как запускать наши двигатели для приземления? Мы думали, что парашюты большего размера или сверхзвуковые замедлители, такие как LOFTID (Летные испытания надувного замедлителя на низкой околоземной орбите, проведенные НАСА), позволят нам, возможно, лучше снижать скорость, но с обоими этими устройствами по-прежнему были проблемы".
"Но был один трюк, о котором мы ничего не знали", - продолжил Мэннинг. "Как насчет того, чтобы использовать вашу двигательную установку и запускать двигатели в обратном направлении — ретродвигатель — во время полета на сверхзвуковой скорости, чтобы снизить скорость? В 2007 году мы не знали ответа на этот вопрос. Мы даже не думали, что это возможно."
Почему нет? Что может пойти не так?
"Когда вы запускаете двигатели задним ходом при движении в атмосфере, образуется фронт ударной волны, который движется по кругу, - объяснил Мэннинг, - поэтому он может подойти и ударить по автомобилю, что приведет к его неустойчивости или повреждению. Кроме того, вы летите прямо в шлейф выхлопных газов ракетного двигателя, так что транспортное средство может испытывать дополнительное трение и нагреваться".
Все это очень сложно смоделировать, и практически не было опыта в этом, поскольку в 2007 году никто еще не использовал только двигательную технологию для замедления и последующей посадки космического корабля обратно на Землю. В основном это объясняется тем, что прекрасная, роскошно плотная атмосфера нашей планеты легко замедляет падение космического корабля, особенно при прыжке с парашютом или творческом полете, как это делал космический челнок.
"Люди немного изучили это, и мы пришли к выводу, что было бы здорово попробовать и выяснить, можем ли мы запустить двигатели в обратном направлении и посмотреть, что произойдет", - размышлял Мэннинг, добавляя, что у нас не было никаких дополнительных средств для запуска ракеты, чтобы просто посмотреть, как она снова упадет посмотреть, что произошло.
Но затем SpaceX начала проводить испытания в попытке вернуть на Землю первую ступень ракеты-носителя Falcon 9 для ее повторного использования.
"SpaceX заявила, что собирается попробовать это, - сказал Мэннинг, - и для этого им нужно было замедлить запуск ракеты-носителя на сверхзвуковой фазе, находясь в верхних слоях атмосферы Земли. Итак, во время полета они запускают двигатели в обратном направлении на сверхзвуковых скоростях в разреженной атмосфере, что очень похоже на марсианские условия".
Как вы можете себе представить, это было невероятно интригующе для инженеров EDL, которые думали о будущих миссиях на Марс.
После нескольких лет проб, ошибок и неудач, 29 сентября 2013 года компания SpaceX выполнила первый сверхзвуковой маневр обратного отталкивания (SRP), чтобы замедлить повторный запуск первой ступени своей ракеты Falcon 9. В то время как он в конечном счете упал в океан и был уничтожен, SRP фактически работал над замедлением запуска ракеты-носителя.
НАСА спросило, могут ли их инженеры EDL просмотреть и изучить данные SpaceX, и SpaceX с готовностью согласилась. Начиная с 2014 года, NASA и SpaceX создали трехлетнее государственно-частное партнерство, основанное на анализе данных SRP, под названием проект NASA Propulsive Descent Technology (PDT). Ускорители F9 были оснащены специальными приборами для сбора данных именно о тех участках траектории при входе в атмосферу, которые попадали в диапазон чисел Маха и динамического давления, ожидаемых на Марсе. Кроме того, были проведены кампании по визуальной и инфракрасной съемке, реконструкции полета и анализу гидродинамики — все это помогло как НАСА, так и SpaceX.
Ко всеобщему удивлению и радости, это сработало. 21 декабря 2015 года первая ступень F9 вернулась и успешно приземлилась в зоне посадки 1 на мысе Канаверал, что стало первой в истории посадкой ракеты орбитального класса. Это была принципиально новая демонстрация SRP, которая расширила знания и протестировала технологию использования SRP на Марсе.
"Основываясь на проведенных анализах, остающаяся задача SRP характеризуется как задача разумного проектирования систем полета, зависящая от зрелости конкретных систем полета на Марс, а не от развития технологий", - написала команда EDL, подробно описав результаты проекта PDT в статье. Короче говоря, успех SpaceX означал, что для доставки больших полезных грузов на Марс не потребуется никаких новых технологий или нарушения законов физики.
"Оказывается, мы изучили некоторые новые физические явления", - сказал Мэннинг. Они обнаружили, что "пузырь" ударного фронта, создаваемый вокруг космического аппарата при запуске двигателей, каким-то образом изолирует космический аппарат от любых ударов, а также от некоторого нагрева.
Инженеры EDL теперь считают, что SRP - это единственная технология входа, спуска и посадки на Марс, которая по своей сути масштабируема для широкого спектра миссий и позволяет снизить скорость, достаточную для полета в атмосфере, чтобы обеспечить безопасную посадку. Наряду с аэробрейкингом, это один из ведущих способов посадки тяжелой техники, мест обитания и даже людей на Марс.
Но, тем не менее, многие вопросы остаются нерешенными, когда речь заходит о высадке человека на Марс. Мэннинг упомянул, что есть множество неизвестных, в том числе, как будет управляться большой корабль, такой как Starship от SpaceX, и как он будет пролетать через атмосферу Марса; можно ли использовать гиперзвуковые плавники или они расплавятся в плазменной среде? Количество мусора, выбрасываемого большими двигателями корабля размером с человека, может быть фатальным, особенно для двигателей, которые вы хотели бы использовать повторно для возвращения на орбиту или на Землю, так как же вы защищаете двигатели и корабль?
На Марсе может быть довольно ветрено, так что же произойдет, если во время посадки вы столкнетесь со сдвигом ветра или пыльной бурей? Какие посадочные опоры подойдут для большого корабля на каменистой поверхности Марса? Тогда возникают проблемы с логистикой, например, как будет создана вся инфраструктура? Как будут заправляться корабли, чтобы вернуться домой?
"Все это займет много времени, больше, чем люди могут себе представить", - сказал Мэннинг. "Одним из недостатков полета на Марс является то, что трудно прибегать к методу проб и ошибок, если вы не очень терпеливы. В следующий раз вы сможете повторить попытку только через 26 месяцев из-за временных интервалов между запусками на наших двух планетах. Святые угодники, как же это будет мучительно! Но я думаю, что мы многому научимся, когда сможем попробовать это в первый раз."
И, по крайней мере, получен ответ на вопрос о сверхзвуковой обратной тяге.
"По сути, мы делаем то, что Бак Роджерс советовал нам делать еще в 1930-х годах: включайте двигатели задним ходом на очень большой скорости".
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Подписывайтесь на наш Телеграм-канал
Последние аномальные новости

Ватикан откроет пять священных порталов

Все больше НЛО над Нью-Джерси, но ответов по-прежнему нет

Вспышка загадочной болезни в Конго

Древние мегалиты в районе села Харташен

Жители Нью-Джерси стали опасаться НЛО

Загадка острова Скеллиг-Майкла, хранящего тайны Ирландии

Загадка папируса Тулли. НЛО в древнем Египте

ИИ Google DeepMind приближается к Святому Граалю

ИИ Jesus не может отпустить ваши грехи

Информатике нужны лучшие примеры для подражания

Космологическая постоянная оказалась переменной

Могила Николая, который вдохновил создание Санта-Клауса

Небо над Нью-Мексико продолжает привлекать уфологов

НЛО над Нью-Джерси или Илон Маск что-то замышляет

Огромный НЛО замечен над штатом Нью-Йорк

Пентагон сообщает о более чем 1500 наблюдениях НЛО

Пирамиды как источники энергии

Поиски давно утраченной гробницы Клеопатры

Почему ведьм сжигали не в Средневековье, а в эпоху Ньютона

Почему не стоит лгать своим детям о Деде Морозе

Появление новой кометы в главном поясе астероидов

Проверка фактов с помощью ИИ может повысить доверие

Пустынные муравьи полагаются на Шестое чувство

Репортер из Лас-Вегаса расследует НЛО

Сколько НЛО было зарегистрировано в Мичигане

Создана ли Вселенная для нас

Тайна образования гигантских галактик во Вселенной

Тюрьмы будущего, где ИИ перепрограммирует мозг

Уникальные микробные сообщества в озере Энигма

Чернобыльские собаки развили новую сверхспособность

Дизайн упаковки для косметики, что привлекает покупателей

Дебет и кредит в выписке по счету из банка - разъяснение

Актер Патрик Стюарт рассказал о призраках в его доме

В каких цветах нельзя встречать новый год

Глубинное государство существует и оно знает все об НЛО

Губернатор скрывает НЛО над Нью-Джерси

Древнеегипетские напитки, содержащие психоделики

Загадка инопланетных технологий Великой пирамиды

Загадка странных НЛО над Нью-Джерси

Загадочное Ливийское чудо, которое озадачивает науку

Загадочные круги фей

ИИ взломали и убедили отдать деньги

ИИ-модель OpenAI сбежала из-под контроля

Искусство и тайны пирамиды Менкаура

Исследование Пентагона намекает на реальность реинкарнации

Когда Трамп обнародует все секретные файлы об НЛО

Министерство обороны Канады опубликовало фото НЛО

Мир охвачен НЛО-лихорадкой

НАСА умалчивает о астероидах, летящих навстречу Земле

Неопознанные беспилотники освещают небо Нью-Джерси

Обряд на новогоднюю ночь, чтобы не нуждаться в деньгах

Органика на Церере оказалась ее собственной

Пергамская библиотека. Ключ к древним тайным знаниям

Путешествие в Ла-Руморосу - мексиканский город НЛО

Ретроградный дуэт увеличил спрос на астрологов вдвое

Роботов-собак натравят на нарушителей техники безопасности

Создали ИИ для выявления ИИ-вставок в текстах

Таинственные беспилотники в небе Нью-Джерси

Таинственные беспилотники добрались до Нью-Йорка

Что общего у квантовой физики и воли человека

Чудеса шаманов России

Я экзорцист. Дьявол реален

Биомолекулы уточнят теорию о происхождении жизни

Влияние инверсионных следов на климат

Зонд Dragonfly скоро отправится к Титану

Зонд Proba-3 поможет разгадать пять космических загадок

Идеальные условия для инопланетян на Марсе

Инопланетная активность в Нью-Мексико

Инцидент с НЛО в Непале

Использование гравиволн для выявления скрытых черных дыр

Источник таинственных повторяющихся радиовсплесков

Каково управлять одним спутником на околоземной орбите

Картирование Фобоса поможет в колонизации Марса

Компания Neuralink продолжает опыты на обезьянах

Межзвездные объекты не скроются от телескопа Вера Рубин

Модель образования темной материи до Большого взрыва

На поверхности Венеры никогда не было жидкой воды

НАСА ищет идеи для спасения астронавтов с Луны

Нашли связь воды на кометах с океанами Земли

НЛО взлетает с поверхности воды в Пуэрто-Рико

Обнаружили аномалию в столкновении черных дыр

Открыли новую планету в системе Кеплер-51

Паника из-за НЛО распространилась и на Нью-Йорк

Первичные черные дыры могут скрываться в планетах

Представители Пентагона проводят секретный брифинг по НЛО

Разгадка тайны механизма излучения рентгеновских лучей

Раскрыты пять лучших фантазий о спальне

Свойства трехпланетной системы TOI-396

Странные и таинственные монстры Конго

ФБР озадачено таинственными НЛО над Нью-Джерси

Французский монастырь, захваченный демонами

Шаги по созданию астрономических баз данных

Астероид Рюгу подвергался бомбардировке микрометеоритами

В районе Ярдли снова были замечены НЛО

Вечер экстрасенсорики в британском отеле был отменен

Возможное решение загадки космических лучей-мюонов

Гражданский, получивший доступ к файлам ВВС по НЛО

Двойные объекты в поясе Койпера не из Солнечной системы

Загадка странных беспилотников над Нью-Джерси

Значение и тайны характера имени Милана

Как ИИ изменит будущее человечества

Как ученые объясняют возможность жизни на других планетах

Китайский гороскоп 2025 для всех знаков зодиака

Люди никогда не отправятся на Венеру

Магнитные вихри создают на полюсах Юпитера дымку

Наблюдение за темной материей на заре Вселенной

НАСА породило сотни теорий заговора

Новые идеи о создании диска Небры

Ночью над Нью-Джерси летают странные беспилотники

Пентагон признает, что НЛО ставят его в тупик

Последнее наблюдение НЛО в Миннесоте

Потенциальное влияние ИИ-ассистентов на образование

Проблемы с искусственным интеллектом растут

Пугающее предсказание Бабы Ванги о Великой войне

Пути создания квантовой сети глобального масштаба

Секретная стратегия Пентагона по борьбе с БПЛА

Сколько на самом деле стоят астероиды

Сталкер нашел секретное нацистское золото

Трамп обнародует секретные файлы об НЛО

Третья мировая война может превратить нас в супергероев

Управление Пентагона по НЛО проводит секретные брифинги

Что ретроградный Марс принесёт всем знакам зодиака

Аэропорт Манчестера опроверг заявления об НЛО

Вода на комете оказалась такой же, как на Земле

Возможно инопланетяне не потрошат коров

Губернатор рассказал о НЛО над Нью-Джерси

Инопланетяне пролетели над пассажирским самолетом

Истории о НЛО и бигфуте изучают в Бостонском университете

Как определить, были ли вы похищены инопланетянами

Каким знакам зодиака нельзя прощать бывших

Карал - затерянный священный город древних цивилизаций

Лунный тоннель, как не упустить уникальный шанс

Наблюдения НЛО в округе Бакс

Над Техасом были замечены яркие огни

Населенные призраками места Соединенного Королевства

Пилоты заметили что-то странное в небе

Покойный отец дает советы экстрасенсу

Почему не будет денег, если выносить мусор по ночам

Предсказания на 2025 год

Разгадка Межгалактической тайны

Разработали материал для мантии-невидимки

Реален ли НЛО, снятый на видео в аэропорту Манчестера

Сбитые с толку пилоты увидели что-то странное в небе

Сильный ИИ не станет спасением для человечества

Совсем скоро человечество не сможет выйти в космос

Создали алмазную батарею со сроком службы в тысячи лет

Столкновения с астероидами не изменили климат Земли

Таинственный древний аэродром Юндум

Таинственный замок Сталкер

Тайна гигантского сооружения на дне Тихого океана

Туринская плащаница датируется временем Иисуса

Что же пролетело над Нью-Джерси

Астероид, пролетевший над Якутией, был уникальным

Аэропорт Манчестера отреагировал на заявления о НЛО

Вирусолог усомнился в боевом предназначении коронавируса

Впервые вывели крольчонка с двойной мышечной массой

Все больше данных подтверждают существование НЛО

Зарождение многих цивилизаций связано с Россией

ИИ ChatGPT уличили в наглом вранье

Клетки могут учиться без мозга и нервной системы

Коронавирус CovID-19 был создан в лаборатории

Легенда о ванкуверском кадборозавре

На обратной стороне Луны извергались вулканы

Настоящее лицо человека, вдохновившего Санта-Клауса

НЛО замечен рядом с полем для гольфа Трампа

НЛО сняли в штате Аризона

Обнаружена ранее скрытая планета в обитаемой зоне

Околосмертный опыт не заставил меня поверить

Опровергнута гипотеза о влиянии на климат падения астероидов

Подробности падения астероида в США

Показали лицо Санта-Клауса впервые за 1700 лет

Почему экстрасенсы пророчат конец света в 2025 году

Появилось ли у НЛО новое название

Проклятая картина преследует новых владельцев

Сбитые с толку пилоты сообщают об НЛО в Техасе

Старейшим человеком стал 112-летний бразильский свиновод

Таинственный объект замечен на китайском аэродроме

Три астролога разошлись в показаниях

Ученый не хочет встречаться с инопланетянами

Что говорят пророки и чего ожидать в будущем

Что значат повторяющиеся цифры в дате рождения

Что снится к смерти, что - к потере, что - к болезни

Астероид врезался в атмосферу Земли

Вращающийся НЛО замечен над Сан-Антонио

Где чаще всего наблюдались НЛО в Пенсильвании

Гибернация может стать ключом к космическим путешествиям

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика