Мягкое приземление на Марс: парашют, подушки, ракеты или всё сразу?

Проект НАСА Low-Density Supersonic Decelerator («Сверхзвуковой замедлитель низкой плотности») призван использовать для смягчения посадки на Марс аэродинамический тормоз в форме сферы, впервые использованный в космической отрасли компанией Armadillo Aerospace. 

Но одним надувным шаром, похоже, не обойтись. 

Путь к Марсу долог и сложен: средний полёт автоматической межпланетной станции затягивается больше чем на полгода, да и просто долететь — это всегда проблема. А ещё сложнее приземлиться. Для будущей марсоходной миссии НАСА это чрезвычайно важный момент: чем больше марсоход и спускаемый аппарат, тем сложнее вовремя затормозить. 

В первые четыре (из шести) минуты торможения в атмосфере спускаемый аппарат теряет бóльшую часть скорости, однако и тогда она превышает 1 600 км/ч, а до приземления (примарсивания?) — всего 100 секунд. В этот момент открывается парашют, замедляющий КА лишь до 320 км/ч, но ко времени его срабатывания до встречи с поверхностью остаются считанные секунды — и всего 100 метров высоты. Что делать дальше? 

НАСА испытывает три подхода: приземление на двигателях, как у советской «Луны-24» образца 1976 года, подушки безопасности, смягчающие удар о Марс, и комбинацию ракетной тяги и тросов для безопасного (читай — на минимальной скорости) спуска марсохода на поверхность Красной планеты. 

Однако пока в любом из этих вариантов с существующим аппаратами не получается приземлить нечто настолько большое, что могло бы содержать людей и их жизнеобеспечение. Хотя SpaceX обещает разработать такие средства к 2016 году, НАСА видит эту компанию лишь в качестве частного околоземного грузоперевозчика, не рассматривая такой вариант всерьёз. 

Более того, технически парашюты, использованные для «Феникса», одной из последних американских миссий к Марсу, являются копией парашютов «Викингов» — то есть устройств 1970-х годов. Даже Curiosity, который высадится на Марс в августе, использует ту же архаику! «Мы переросли возможности [этих парашютов] и нуждаемся в большем парашюте, который мог бы обеспечить спуск большего полезного груза», — подчеркнул Марк Адлер, глава проекта Low-Density Supersonic Decelerator. 

Что ж, то, что НАСА почти через полвека всё-таки решилось усовершенствовать систему парашютов для спуска на Марс, стоит похвалить. 

Идея проекта — в использовании амбициозной технологии, недавно неудачно испытанной (правда, с куда бóльшим замахом) Armadillo Aerospace, компанией Джона Кармака, для торможения её собственной ракеты. 

В рамках этого НАСА-начинания разрабатываются три замедлителя спускаемого аппарата: два больших надувных шара-парашюта 6 и 7 метров в диаметре, надуваемых по периметру спускаемого аппарата (а не на тросе сверху, как у Кармака), чтобы увеличить его трение о разряженную марсианскую атмосферу на сверхзвуковой части спуска, а также парашют диаметром в 33 метра. Первые два должны замедлить аппарат с М3,5 до М2. Затем настанет время 33-метрового парашюта, который позволит КА сбросить скорость с 1 760 (М2 в марсианской атмосфере) до 280 км/ч. Все три устройства будут самыми большими из когда-либо разрабатывавшихся для высадки на Марсе. 

Обычно такие системы испытывают в аэродинамических трубах. Однако ни одна из них не достигает 33 метров в диаметре (да и сверхзвуковые аэродинамические трубы 7–8 метров — это тоже скорее из области желаемого). Поэтому сейчас для отработки устройств используются ракетные салазки. На конец нынешнего года как раз намечены испытания 4,5-метрового защитного кожуха для двигателей мягкой посадки. 

Кульминацией испытаний будет подъём командно-агрегатной капсулы размером с «аполлоновскую» на высоту 36 км — чтобы симулировать условия разреженной марсианской атмосферы, с последующим сбросом при дополнительном ракетном ускорении до М4. Этот этап должен состояться через 18 месяцев после первого, ориентировочно в 2014 году. 

В сумме новые системы замедления должны позволить удвоить максимально допустимую массу спускаемых аппаратов, способных мягко приземлиться на поверхность Марса. 

Подготовлено по материалам НАСА. 

Текст: Александр Березин

Послушать эту новость 

Подробнее