Исследование Марса

Для старта с орбиты в сторону Земли может быть использована двигательная установка возвращаемого корабля. Такая схема полета связана с наименьшим числом операций на орбите и наибольшей простотой конструкции самого корабля. Но она связана с непроизводительными затратами энергии на транспортировку топлива, необходимого для схода с орбиты на траекторию полета к Земле, с орбиты подлета на поверхность планеты и обратно на орбиту, а следовательно, к утяжелению корабля. Избежать непроизводительных затрат энергии можно размещением топлива и двигательной установки для схода с орбиты на спутнике, двигающемся по орбите около планеты. После выхода на орбиту корабль сближается с этим спутником и проводится их совместный разгон и переход на траекторию полета к Земле. Служебные системы спутника могут быть использованы и на участке перелета к Земле для обеспечения требуемых условий хранения грунта и параметров движения корабля. Все это ведет к упрощению корабля и его облегчению, но связано с ростом числа операций и сложности комплекса в целом.

При кратковременных операциях на планете время ожидания может быть уменьшено за счет использования межпланетных траекторий различной длительности как при полете к планете, так и при полете к Земле. По существу это сводится к замене места ожидания: с поверхности планеты (или с орбиты около нее) место ожидания переносится на межпланетный участок траектории, где возможна более регулярная связь с Землей и внешние условия более стабильны.

Доставка полезного груза на поверхность Земли может быть осуществлена с помощью спускаемого аппарата возвращаемого корабля. Для этого его траектория на участке подлета к Земле формируется так, чтобы обеспечивались допустимые условия входа в атмосферу для нормального торможения и спуска КА на Землю и посадки в районе, удобном для приземления и поиска.

Существенной проблемой при доставке вещества с другой планеты является вопрос стерилизации спускаемого аппарата с тем, чтобы при соприкосновении с атмосферой Земли и затем с поверхностью не занести в биосферу внеземные организмы и не допустить их последующее неконтролируемое размножение. Этот вопрос может быть решен на участке перелета от планеты к Земле путем химического или температурного воздействия на внешнюю поверхность спускаемого аппарата. Кроме того, в особо опасных случаях, например, когда аппарат возвращается от планеты, на которой уже обнаружена жизнь, губительная для земных форм, для стерилизации корабль может сначала выводиться на околоземную орбиту. Сама стерилизация может быть проведена с помощью специализированных автоматических или пилотируемых орбитальных станций, которые предварительно проводят сближение с кораблем, а затем после стерилизации обеспечивают доставку на Землю самого корабля или его полезной нагрузки.
На орбитальной станции возможно также проведение и самих лабораторных исследований.

Выход корабля на орбиту осуществляется путем уменьшения скорости при подлете его к планете с помощью двигателей большой или малой тяги. В первом случае сокращается время операции, во втором — расход рабочего вещества. Однако использование первого вариант связано со сравнительно большими затратами горючего, а второго варианта — с большой длительностью операции перевода корабля на околопланетную орбиту и значительным весом самого двигателя.

Для планет, обладающих атмосферой, для перевода корабля на околопланетную орбиту возможно использование тормозящего воздействия газа атмосферы планеты. Для этого траектория движения корабля на участке подлета к планете с помощью системы управления корабля и его двигательной установки должна быть сформирована так, чтобы корабль погрузился в атмосферу и вышел из нее, уменьшив свою скорость до величины, необходимой для достижения требуемой высоты над планетой, где с помощью реактивных двигателей проводится коррекция скорости и корабль выходит на требуемую орбиту. При этом угол входа в атмосферу должен быть выдержан достаточно точно с тем, чтобы отклонения тормозящего усилия атмосферы от требуемого были бы сравнительно небольшими, ибо в противном случае при существенном его превышении корабль не выйдет за пределы атмосферы (разрушится в ней или спустится на поверхность планеты). При недостаточно сильном торможении корабль может остаться на гиперболической траектории и уйти от планеты. Возможно также, что корабль перейдет на эллиптическую траекторию, апоцентр которой существенно выше требуемого. В этом случае возможно исправление погрешности коррекцией траектории с помощью двигательной установки корабля или повторного- прохождения через атмосферу. В последнем случае необходимо определение орбиты и при необходимости проведение коррекции скорости для обеспечения необходимых условий повторного входа корабля в атмосферу с целью частичного гашения скорости.

Использование торможения в атмосфере для выхода на околопланетную орбиту позволяет сократить расход топлива на коррекцию. Однако это связано с необходимостью использования тяжелого аэродинамического тормозного экрана и обеспечения высоких точностей орбитальных измерений на припланетном участке. При больших удалениях планет от Земли высокоточное определение орбиты КА при использовании только наземных измерительных средств является весьма затруднительным, так как растут погрешности измерений, временные задержки радиоимпульсов измерительных средств и командных сигналов наземных служб управления. Кроме того, при использовании только наземных измерительных средств заметное влияние на точность входа в атмосферу оказывают ошибки в эфемеридах самой планеты.

Оставить отзыв к статье “Исследование Марса”

Постоянная ссылка эту страницу:
https://vseprosto.com/issledovanie-marsa/

Постоянная ссылка эту страницу для форумов и блогов:
[URL="https://vseprosto.com/issledovanie-marsa/"]Исследование Марса[/URL]

Постоянная ссылка эту страницу в формате HTML:
<a href="https://vseprosto.com/issledovanie-marsa/">Исследование Марса</a>