Teknologi

En omkostningseffektiv måde at levere multi-ton gods til Mars er foreslået.

Det tyngste rumfartøj leverettil Mars, er rover nysgerrigheden. Vægten af ​​et selvstændigt videnskabeligt laboratorium er omkring et ton. At sende mere ambitiøse missioner til den røde planet og i fremtiden mennesker vil kræve brugen af ​​tungere rumfartøjer, der vejer fra 5 til 20 tons. Til dette er det nødvendigt at udvikle nye landingsmetoder. Målet om en nylig undersøgelse af et team af forskere fra University of Illinois, hvis pressemeddelelse blev offentliggjort af EurekAlert!, Var netop dette.

Normalt, når maskinen kommer ind i Mars 'atmosfærehypersonisk hastighed omkring 30 Mach, skal han hurtigt bremse, åbne en faldskærm og bruge raketmotorer eller airbags til at fuldføre landingen.

"Desværre er parachutesystemer fådesignet til mere massive køretøjer. Vores idé er at opgive faldskærmen og bruge større raketmotorer til nedstigning, "siger lektor ved Department of Aerospace Technologies, University of Illinois, Zack Putnam.

Ifølge Putnam, når landerendet sænker til en hastighed på 3 Mach, elmotorer skal tændes, hvilket vil skabe omdrejningstal og sænke apparatet til en sikker landing. Problemet er, at en sådan manøvre brænder meget brændstof. Brændsel udgør som hovedregel størstedelen af ​​enhedens masse, øger omkostningerne ved hele lanceringen. Hvert kilo brændstof er et minus kilo nyttelast: videnskabelige instrumenter, udstyr, mennesker og så videre.

"Når rumfartøjet nårhypersonisk hastighed, inden der startes raketmotorer, er der en lille mængde løftekraft, som kan bruges til at styre enheden, - siger Pantam. "Hvis vi flytter tyngdepunktet, så det bevæger sig til en af ​​siderne, flyver enheden fra en anden vinkel."

Pantam forklarer at strømmer rundt i apparatet iForreste og bageste dele er forskellige fra hinanden, hvilket skaber ubalance, forskellen i tryk. Da løftekraften er rettet i en retning, kan den bruges til at styre apparatet under nedstigning gennem atmosfæren.

"Under indtræden i atmosfæren, nedstigning og landingVi har evnen til at styre enheden. Vi kan ændre retning. Ved hypersoniske hastigheder kan denne kontrol udføres på bekostning af løftestyrken, der opstår ved lanceringen af ​​bremsemotorer, der brænder en vis mængde brændstof. Motorstartkontrol giver mulighed for en meget præcis pasform. Hvis du skal sætte en meget stor maskine, så skal du glemme nøjagtigheden, ellers bliver du nødt til at forbrænde alt brændstof. Men du kan finde en balance mellem disse to måder. "

"Antag, at vi vil bremsenedstigning op til 3 Machs. Hvor præcist skal vi aerodynamisk kontrollere det i hypersonisk tilstand for at minimere brændstofforbruget og maksimere massen af ​​den mulige nyttelast? For at maksimere mængden af ​​masse, som vi kan sænke til overfladen, er det vigtigt at tage højde for den højde, hvormed det vil være nødvendigt at starte motoren fra afstivningsvognen, samt vinklen mellem hastighedsvektoren og horisontlinien, "tilføjer Pantham.

Beregninger viste, hvordan bedstbrug løftevektoren og styre nedstigningen til planeten afhængigt af rakets egenskaber og flyhøjden for at maksimere nedstigningen.

"Det viste sig, at når det gælder brændstofforbrugDen mest optimale vil være at komme ind i atmosfæren, så løftevektor er rettet nedad, som om raketen dyker. Og så på det rigtige tidspunkt, afhængigt af hastighed og tid, skal den komme op og flyve i lav højde. Jo mere tid enheden bruger i en tættere atmosfære, desto stærkere og længere vil den aerodynamiske modstand påvirke det, og jo mindre brændstof vil være nødvendigt til plantning, "siger Pantham.

Du kan diskutere undersøgelsens resultater i vores telegram-chat.

Facebook -meddelelse til EU! Du skal logge ind for at se og sende FB -kommentarer!