Литобаркинг - Lithobraking

Литобаркинг это техника посадки, используемая беспилотными космическими аппаратами для безопасного достижения поверхности небесного тела с одновременным снижением скорости посадки за счет удара о поверхность тела. Это слово, вероятно, было придумано как причудливая адаптация аэродинамическое торможение, который представляет собой процесс замедления космического корабля с помощью аэродинамическое сопротивление в планета с атмосфера. Lithos это Греческий слово, означающее "камень" или "камень", также используется в слове литосфера.

Марс-следопыт испытание подушек безопасности при литоматическом торможении

Успешное лито-торможение требует либо уменьшения скорости спускаемого аппарата до удара, либо защиты зонда достаточной амортизацией, чтобы выдержать удар о поверхность без повреждений. Скорость посадочного модуля можно уменьшить с помощью ретророзеток или парашютов, а от удара можно защитить амортизирующие подушки безопасности или амортизаторы. Первое успешное лито-торможение было достигнуто Советский Луна 9 зонд, в результате чего первая мягкая посадка на Луна с использованием комбинации ретророзков и газонаполненных амортизаторов.[1]

При приземлении на тела с атмосферой лито-торможение можно комбинировать с аэродинамическим торможением, вместо того чтобы полагаться на ретророзетки и подушки безопасности. Для тел со значительной, но недостаточно толстой атмосферой (например, Марс ) все это можно использовать вместе. В Марс-следопыт и Марсоход для исследования Марса программы успешно использовали этот подход.[2][3] Русский Марс 96 миссия предприняла бы такую ​​же попытку приземления, если бы не потерялась в атмосфере Земли вскоре после запуска.[4]:193–194 Для таких органов, как Венера в исключительно плотной атмосфере может быть достаточно комбинации лито-торможения и аэродинамического торможения. Советский Венера спускаемые аппараты спустились с парашютами высоко в атмосфере, прежде чем беспрепятственно провалиться через плотные нижние слои атмосферы, пока, наконец, не потеряли свою оставшуюся скорость (примерно от 7,5 до 8 РС ) при ударе.[4]:150–157

В отсутствие толстой атмосферы лито-торможение затруднено из-за чрезвычайно высоких орбитальных скоростей большинства тел. Однако орбитальная скорость малых спутников (например, Фобоса), астероидов и комет может быть достаточно малой, чтобы эта стратегия была осуществима. Например, Розеттас посадочный модуль Philae, пассивно приземлился на комету 67P / Чурюмов – Герасименко после отделения от орбитального аппарата, рассеивая энергию только за счет удара о поверхность кометы.[5] В ТАЛИСМАН спускаемый аппарат из Хаябуса2 приземлился на астероид 162173 Рюгу аналогичным образом.[6] Вместо того, чтобы подвергать риску большой монолитный посадочный модуль в маневре лито-торможения, предлагаемая альтернатива состоит в том, чтобы вместо этого попытаться выполнить лито-торможение с группой гораздо меньших посадочных модулей одновременно.[7] Если есть много возможностей для успешного приземления, то шанс на успех при любом одном приземлении не должен быть высоким.

Вместо того, чтобы пытаться медленно рассеивать входящую скорость, его можно использовать для того, чтобы зонд проникал сквозь поверхность. Это можно попробовать на телах с низкой гравитацией, таких как кометы и астероиды, или на планетах с атмосферой (используя только маленькие парашюты или вообще без парашютов). Было запущено несколько таких миссий, в том числе на двух Зондовые аппараты Фобос нацеленный на луну Марса Фобос и для самого Марса на Марс 96 и Глубокий космос 2, но пока никому не удалось. Отмененный ЛУНАР-А зонд доставил бы пенетраторы к Луна.

Некоторые концепции предполагают, что космический корабль движется по орбите, касательной к поверхности рассматриваемого тела, и "стыкуется" с магнитно-левитировать (маглев) тренироваться, а затем поезд замедляется.[8] Это квалифицируется как лито-торможение, поскольку реакционной массой является сама планета. Этот метод требует чрезвычайно точного руководства и контроля в дополнение к большой инфраструктуре и, таким образом, пока не является жизнеспособным вариантом, хотя может быть в будущем. Преимущество этого метода состоит в том, что он также может запускать космические корабли без потребности в топливе.

Литоборможение также используется как юмористический эвфемизм для обозначения результата столкновения космического корабля с поверхностью тела без каких-либо мер для обеспечения его выживания, случайно или намеренно. Например, этот термин использовался для описания воздействия МЕССЕНДЖЕР в Меркурий после того, как у космического корабля закончилось топливо.[9][10] Это использование популярно среди фанатов игры. Kerbal Space Program, где непреднамеренное использование лито-торможения является обычным игровым процессом и упоминается в Кербал Космическая Программа 2 Анонсирующий трейлер, слоган которого - «Литобрейкинг рядом с вами в 2020 году».[11]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "НАСА-NSSDC-Космический корабль-Детали". НАСА. Получено 13 сентября, 2020.
  2. ^ «Вход в спуск и посадка». Лаборатория реактивного движения / NASA Mars Pathfinder. 2005. В архиве с оригинала 19 марта 2012 г.. Получено 12 сентября, 2020.
  3. ^ "Миссия марсохода по исследованию Марса: Миссия". NASA.gov. НАСА. Получено 12 сентября, 2020.
  4. ^ а б Сиддики, Асиф А. (2018). За пределами Земли: хроника исследования глубокого космоса, 1958–2016 гг. (PDF). Серия истории НАСА (второе изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Офис программы истории НАСА. ISBN  9781626830424. LCCN  2017059404. СП2018-4041.
  5. ^ Уламек, Стефан; Биле, Йенс (2009). «Элементы поверхности и стратегии посадки для миссий с малыми телами - Philae и не только». Успехи в космических исследованиях. 44 (7): 847–858. Дои:10.1016 / j.asr.2009.06.009. ISSN  0273-1177.
  6. ^ Хауэлл, Элизабет (2 октября 2018 г.). «Крошечный немецкий космический корабль готов к прыжковой посадке на астероид Рюгу». Space.com. Получено 2020-09-13.
  7. ^ Weis, Lorraine M .; Пек, Мейсон А. (4 января 2016 г.). "Динамика роя космических аппаратов чип-масштаба вблизи нерегулярных тел". 54-я встреча AIAA по аэрокосмическим наукам. 54-я встреча AIAA по аэрокосмическим наукам. Сан-Диего, Калифорния: Американский институт аэронавтики и астронавтики. Дои:10.2514/6.2016-1468. ISBN  978-1-62410-393-3.
  8. ^ Биндера, А.Б. «Посадка на Луну с помощью линейного ускорителя».
  9. ^ Уитвам, Райан (30 апреля 2015 г.). «Зонд НАСА MESSENGER сегодня врезается в Меркурий». Экстремальные технологии. Получено 13 сентября, 2020.
  10. ^ Чаппелл, Билл (30 апреля 2015 г.). «Убейте вестника: орбитальный аппарат НАСА врезается в Меркурий». NPR.org. Получено 13 сентября, 2020.
  11. ^ Кинематографический анонс Kerbal Space Program 2. YouTube. 19 августа 2019 г.,. Получено 12 сентября 2020.