Путешествие к далеким газовым гигантам, например, к Урану, требует значительных временных вложений — процесс, даже с гравитационным ускорением от Юпитера, может занять до 13 лет. Однако специалисты из Исследовательского центра NASA имени Лэнгли разработали инновационный и экономически выгодный метод, позволяющий сократить это время и повысить потенциальную полезную нагрузку будущих миссий. В исследовании команды под руководством Эндрю Гомес-Дельрио предложено, чтобы проект «Орбитальная станция и зонд Урана» (UOP) применил технологию аэродинамического торможения, аналогичную той, которая была использована при посадке марсохода Curiosity на Марс.
Аэродинамическое торможение позволяет использовать атмосферу планеты для замедления космического аппарата, что исключает необходимость в большом количестве топлива для маневров. Этот метод наделен важными преимуществами для межпланетных полетов: он может значительно сократить продолжительность путешествия (вплоть до двукратного уменьшения) и увеличивает массу научного оборудования, благодаря сокращению объема топлива. Также он снижает размер и сложность двигательной системы.
Обычно создание эффективной системы аэроторможения требует лет работы и значительных финансовых вложений. Однако, как считают авторы исследования, для миссии к Урану не требуется разрабатывать систему с нуля. Они предлагают усовершенствовать уже существующий теплозащитный экран (Thermal Protective System, TPS), который успешно использовался для защиты марсохода при посадке Curiosity. Этот экран, созданный из материала CPICA (Conformal Phenolic Impregnated Carbon Ablator), отличается низкой плотностью, высокой пористостью и превосходными теплозащитными характеристиками, устойчивыми к экстремальному нагреву при входе в атмосферу. В отличие от миссии Curiosity, где экран защищал аппарат до его прибытия на поверхность, на Уране зонд войдет в верхние слои атмосферы для торможения и затем сбросит данный экран, выходя на орбиту.
Снижение потребности в топливе благодаря аэроторможению оказывает прямое влияние на общую массу аппарата и стоимость миссии. Каждый сэкономленный килограмм топлива предоставляет возможность оборудовать аппарат более совершенными научными приборами, увеличить надежность конструкции или снизить затраты на запуск.
Исследование также затрагивает другие важные аспекты проектирования миссии к Урану, такие как эффективная терморегуляция и использование радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГ) для обеспечения энергии вдали от Солнца. Уран, наименее изученный из всех планет-гигантов Солнечной системы, вызывает значительный научный интерес из-за своего уникального наклона оси, необычного магнитного поля и возможного подповерхностного океана. Он считается одним из главных кандидатов для следующего масштабного проекта NASA. Применение технологий аэроторможения, разработанных для Марса, значительно упрощает столь сложную и затратную миссию.
Источник: iXBT
