Творці місії зацікавлені в тому, щоб побачити, як аерооболонка LOFTID поводитиметься під час спуску крізь земну атмосферу.
Технологія, яка може допомогти людству висадити важке обладнання на Марс, пройде випробування в космосі на початку наступного тижня.
Ракета-носій Atlas V компанії United Launch Alliance (ULA) планує запустити метеорологічний супутник Joint Polar Surveyor System-2 (JPSS-2) з каліфорнійської бази Космічних сил Ванденберг рано вранці у вівторок (1 листопада).
JPSS-2 – апарат Національного управління океанічних і атмосферних досліджень США, який допоможе дослідникам покращити прогнози погоди та відстежувати наслідки зміни клімату, серед інших завдань — не єдине корисне навантаження на борту Atlas V. У вівторок також відбудеться льотне випробування на низькій навколоземній орбіті апарату з надувним сповільнювачем (LOFTID) – демонстратора технології, застосування якої може вийти за межі нашої рідної планети.
Новий тип шасі
LOFTID – це аерооболонка, що розширюється, тип теплового екрана, який інженери придивляються до місій на Червону планету. Розріджена марсіанська атмосфера робить посадку там складною; космічні апарати, що приземляються, відчувають певний опір, але не такий сильний, як у земному повітрі.
Тому для безпечного спуску корисного вантажу на Марс потрібно щось більше, ніж парашути. Наприклад, марсоходи НАСА “Спірит” і “Оппортьюніті” розміром з візок для гольфу також використовували пружні повітряні подушки, які пом’якшували їх падіння. А для посадки марсоходів Curiosity і Perseverance, які мають розмір позашляховика і важать приблизно 1 тонну (принаймні, тут, на Землі; на Марсі вони легші, оскільки поверхнева гравітація лише на 40% сильніша, ніж на нашій планеті), агентство розробило небесний кран з ракетним двигуном.
Однак ці місії практично вичерпали вагові обмеження для небесного крана. Щоб безпечно доставити на Марс надважкі вантажі — наприклад, житлові модулі для майбутньої дослідницької бази — знадобляться нові технології входу, спуску і посадки, підкреслили представники НАСА.
Розширювані аеростати — одне з можливих рішень. Ці тарілкоподібні конструкції спроєктовані таким чином, щоб стискатися досить щільно для запуску на борту звичайних ракет. Але вони значно роздуваються після прибуття до місця призначення, потенційно забезпечуючи достатній атмосферний опір, щоб допомогти приземлитися об’єктам набагато масивнішим, ніж “Персеверанс” або “К’юріосіті”. (Сповільнювачі — це не вся відповідь; парашути також будуть частиною плану).
Проєкт LOFTID вартістю 93 мільйони доларів розпочався лише п’ять років тому, але його основна ідея сягає корінням у далеке минуле.
“Оригінальна концепція насправді походить з 50-х і 60-х років”, – сказав Джо Дель Корсо, керівник проекту LOFTID в Дослідницькому центрі НАСА в Ленглі, штат Вірджинія, під час прес-конференції на початку цього місяця. “На жаль, в той час у них не було ні матеріалів, ні конструкцій; вони не були достатньо просунуті, щоб реально реалізувати цю можливість”.
НАСА провело наземні та атмосферні випробування з розширюваними аерооболонками, включаючи випробування 2015 року, коли одна з них була піднята високо в небо над Гаваями на борту гігантської повітряної кулі. (Однак це випробування пішло не за планом; надзвуковий парашут, прикріплений до аерооболонки, розірвався під час спуску).
Але LOFTID виведе випробування на новий рівень.
“Це перше випробування цієї технології на низькій навколоземній орбіті й наймасштабніше випробування сьогодні”, – сказала під час прес-конференції Труді Кортес, директор з демонстрації технологій в Управлінні космічних технологій НАСА.
План польоту
LOFTID щільно упакований всередині сумки 7,4 фута заввишки та 4,3 фута завширшки (2,3 на 1,3 метра). Він розміщується під JPSS-2 на верхньому ступені Centaur ракети-носія Atlas V.
Centaur виведе JPSS-2 на сонячно-синхронну полярну орбіту приблизно через 28 хвилин після старту у вівторок, а потім маневруватиме на траєкторію повернення. Через сімдесят п’ять хвилин польоту “Кентавр” випустить LOFTID, який попрямує назад на Землю.
До цього моменту аерооболонка розшириться до своєї повної ширини 19,7 фута (6 м). LOFTID прорветься крізь нашу атмосферу, досягнувши максимальної температури близько 2600 градусів за Фаренгейтом (1400 градусів за Цельсієм), після чого розкриє парашути й м’яко впаде в Тихому океані поблизу Гавайських островів.
Члени команди місії вивчатимуть дані, які LOFTID збирає під час спуску, використовуючи їх для того, щоб краще зрозуміти можливості та потенціал аерооболонок, що розширюються. За словами Кортеса, цей потенціал інтригує, і він не обмежується місіями на Червону планету.
“Ця технологія може в кінцевому підсумку уможливити нові місії на Марс і Венеру; навіть найбільший супутник Сатурна, Титан, стає можливим завдяки щільній атмосфері”, – сказала вона. “І вона також може бути використана для повернення корисного вантажу на Землю”.
ULA особливо зацікавлена в такому поверненні на Землю. Компанія-розробник співпрацює з НАСА над LOFTID в рамках Угоди про космічний простір, яка не фінансується, тому що вона хоче оцінити можливе використання сповільнювачів на місіях своєї майбутньої ракети Vulcan Centaur, наступника Atlas V.
ULA хоче повторно використовувати двигуни Blue Origin BE-4, які живлять перший ступінь ракети Vulcan Centaur, і розширювані аерооболонки, такі як LOFTID, можуть бути хорошим способом безпечного повернення цього цінного обладнання на Землю.
“Всі дані, які ми отримаємо в результаті місії LOFTID, будуть використані для кореляції моделей і отримання набагато кращого розуміння того, з чим зіткнеться система повторного використання Вулкана”, – сказав Джеймс Кьюсін, інженер з експлуатації у відділі перспективних програм ULA у своїй заяві.
