18 февраля 2021 года - посадка "Настойчивости" на Марс


Тем, кто следит за событиями по освоению космического пространства, конечно же, известно, что на 18 февраля 2021 года намечена посадка марсохода НАСА Perseverance на Марс. Команда НАСА уже окрестила операцию по входу в атмосферу, спуску и посадке как «Семь минут ужаса». Но тем не менее, ход этого события НАСА готова транслировать в прямом эфире.


На этой иллюстрации показаны события, которые происходят в последние минуты почти семимесячного путешествия марсохода НАСА Perseverance на Марс. Сотни важнейших критических событий должны произойти безупречно и точно в срок, чтобы марсоход благополучно приземлился на Марсе 18 февраля 2021 года.

Вход, спуск и посадка - часто называемые EDL (Entry, descent and landing) - это самый короткий и самый напряженный этап миссии Mars 2020. Он начинается, когда космический корабль достигает верха марсианской атмосферы, путешествуя в космическом пространстве со скоростью почти 12 500 миль в час (20 000 километров в час). Этап заканчивается примерно через семь минут, когда «Perseverance» достигнет поверхности Марса. Чтобы безопасно снизить скорость до нуля за такой короткий промежуток времени, и при этом попасть в маленькую намеченную точку посадки на поверхности, необходимо «резко нажать на тормоза», но сделать это надо очень осторожно, творчески и нестандартно.

Опыт входа, спуска и приземления
Посадка на Марс сложна. Только около 40 процентов миссий, когда-либо отправляемых на Марс любым космическим агентством, были успешными. Сотни вещей должны быть выполнены прямо во время этого резкого снижения. Более того, Perseverance со всем справляется сама. Во время посадки требуется более 11 минут, чтобы получить на Земле обратный радиосигнал с Марса, поэтому к тому времени, когда команда миссии слышит, что космический корабль вошел в атмосферу, на самом деле марсоход уже находится на поверхности Марса. Поэтому все спроектировано так, чтобы Perseverance самостоятельно и автономно завершила весь процесс EDL.

Как будет проходить посадка
Заключительные приготовления
За десять минут до входа в атмосферу космический корабль сбрасывает крейсерскую ступень, в которой находятся солнечные батареи, радиоприемники и топливные баки, используемые в течение полета к Марсу. Только защитный аэрозольный снаряд - с марсоходом и спускаемой площадкой внутри - совершает посадку на поверхность. Перед тем, как войти в атмосферу, транспортное средство запускает небольшие двигатели на задней части корпуса, чтобы переориентировать себя и убедиться, что тепловой экран направлен вперед.

Атмосферный вход
Когда космический корабль входит в атмосферу Марса, возникающее сопротивление резко замедляет его скорость, но эти силы также резко нагревают его корпус. Пиковый нагрев происходит примерно через 80 секунд после входа в атмосферу, когда температура на внешней поверхности теплового экрана достигает около 2370 градусов по Фаренгейту (около 1300 градусов по Цельсию ). Однако марсоход защищен безопасной аэрозольной оболочкой, поэтому он нагревается примерно до комнатной температуры.


Марсоход Perseverance замедляется в марсианской атмосфере (рисунок): на этой иллюстрации спуск на Марс космического корабля, с марсоходом НАСА Perseverance внутри, замедляется за счет сопротивления, создаваемого его движением в марсианской атмосфере.

Когда космический корабль начинает опускаться в атмосфере, он сталкивается с более или менее плотными воздушными карманами, которые могут сбить его с курса. Чтобы это компенсировать, спускаемый аппарат запускает небольшие подруливающие устройства на своей задней части, которые регулируют его угол и направление подъема. Этот метод «управляемого входа» помогает космическому кораблю оставаться на пути к цели, находящейся ниже и впереди по дальности.

Парашютное развертывание
Тепловой экран замедляет космический корабль до скорости менее 1000 миль в час (1600 километров в час). В этот момент можно безопасно развернуть сверхзвуковой парашют. Чтобы определить время этого критического события, Perseverance использует новую технологию - Range Trigger - для расчета расстояния до приземляющейся цели и раскрытия парашюта в идеальное время, чтобы по расчетному времени произвести посадку.


Испытание парашюта «Настойчивости»: огромный сверхзвуковой парашют для миссии «Марс 2020» проходит испытания в крупнейшей в мире аэродинамической трубе в Исследовательском центре Эймса НАСА.

Парашют, диаметр которого составляет 70,5 футов (21,5 метра), раскрывается примерно через 240 секунд после входа на высоту около 7 миль (11 километров) и со скоростью около 940 миль в час (1512 км в час).

Пристрелка при приземлении
Через двадцать секунд после раскрытия парашюта тепловой экран отделяется и опускается. Марсоход впервые попадает в атмосферу Марса, и основные камеры и инструменты могут начать фиксироваться, ориентируясь на быстро приближающуюся поверхность внизу. Посадочный радар спускаемого модуля отражает сигналы от поверхности, чтобы определить высоту. Между тем, начинает действовать еще одна новая технология EDL - Terrain-Relative Navigation (навигация относительно рельефа местности).
Используя специальную камеру для быстрого определения объектов на поверхности, марсоход сравнивает их с бортовой картой, чтобы точно определить, куда он направляется. Члены команды миссии заранее нанесли на карту самые безопасные районы зоны приземления. Если Perseverance может сказать, что он направляется в более опасную местность, он выбирает самое безопасное место, куда может добраться, и готовится к следующему важному шагу.

Механический спуск
В тонкой марсианской атмосфере парашют способен замедлить транспортное средство только до 200 миль в час (320 километров в час). Чтобы достичь безопасной скорости приземления, Perseverance должна освободиться от парашюта и проделать остаток пути с помощью ракетного двигателя.
Прямо над марсоходом внутри корпуса находится спускаемая ступень (спускаемый модуль) с ракетным двигателем. Представьте себе реактивный ранец с восемью двигателями, направленными вниз, в землю. Как только марсоход снизится над поверхностью до высоты примерно 6900 футов (2100 метров), он отделяется от кожуха и запускает реактивные двигатели спускаемого модуля.


Спуск с реактивными двигателями для ориентировки перед посадкой (иллюстрация): На рисунке марсоход НАСА Perseverance запускает двигатели спускаемой ступени, приближаясь к поверхности Марса.

Этап спуска быстро корректируется в ту или иную сторону, чтобы избежать спутывания с парашютом или удара о спускаемый кожух позади модуля. Направление его маневра отклонения определяется безопасной целью, выбранной компьютером, который к тому времени уже выполняет навигацию по местности.

Маневр Skycrane (Небесный кран)
Когда спускаемый модуль выравнивается и замедляется до конечной скорости спуска около 1,7 мили в час (2,7 километра в час), начинается маневр «небесный кран». Примерно за 12 секунд до приземления на высоте около 66 футов (20 метров) над поверхностью спускаемый модуль опускает марсоход на тросах длиной около 21 фута (6,4 метра). Тем временем марсоход отключает свою систему подвижности, фиксируя ноги и колеса в посадочном положении.
Как только марсоход чувствует, что его колеса коснулись земли, он быстро перерезает кабели, соединяющие его со спускаемым модулем. Это позволяет спускаемому модулю улететь и совершить неконтролируемую посадку на поверхность Марса на безопасном расстоянии от Perseverance.

Это сложная и взаимоувязанная цепь операций, задуманная и спроектированная инженерами НАСА. Вы можете увидеть все этапы входа, спуска и приземления в 3D
-демонстрации
.

Text.ru - 100.00%


Comments 3


@peshehod, Я раньше не мог понять зачем куда-то еще лететь, когда здесь так хорошо? Но теперь здесь нагнетается такая атмосфера, что хочется отсюда убраться к черту на рога, хоть на Марс. :)

12.02.2021 13:32
0

@mgaft1, ха))) они в первой ракете туда перелетят, и когда мы с вами туда прилетим, там уже будет бардак и вакханалия))))

12.02.2021 17:16
0