Движение космического корабля в атмосфере Марса исследуют молодые ученые Центрального аэрогидродинамического института им. Жуковского (ЦАГИ). Это математическое исследование, инициированное для того, чтобы понять, каким тепловым нагрузкам подвергнется спускаемый аппарат при посадке на Красную планету.
В 2020 году по международной программе «ЭкзоМарс» на Марс планируется отправить космический комплекс, состоящий из перелетного и десантного модуля. Десантный модуль должен доставить на планету марсоход Европейского космического агентства и российскую посадочную платформу с комплексом научной аппаратуры. Как будет садиться десантный модуль, что ему может помешать сделать это правильно? Этими вопросами задались специалисты ЦАГИ под руководством старшего научного сотрудника отделения аэротермодинамики гиперзвуковых летательных аппаратов и объектов ракетно-космической техники, кандидата физико-математических наук Натальи Пальчековской.
Полет в атмосфере Марса будет проходить при гиперзвуковой скорости. Для того чтобы просчитать все возможные последствия такого приземления для аппарата, ученые создали математическую модель атмосферы Красной планеты и посадки в ней аппарата со скоростью 7–8 Маха со всеми необходимыми аэродинамическими характеристиками.
В частности, был изучен процесс абляции — плавления-испарения специального защитного слоя марсианского аппарата под воздействием теплового потока, за счет чего эффективно снижается перегрев конструкционных элементов. При уменьшении тепловых потоков с помощью абляции из-за сильного испарения может возникнуть турбулентность.
— Суть исследования — сохранить баланс, чтобы корабль не сгорел в марсианской атмосфере и не нарушил траекторию, чтобы он успешно долетел до Красной планеты и выполнил свою миссию, — рассказала Пальчековская.
На данный момент получены промежуточные результаты, которые дадут возможность численно смоделировать реальные условия обтекания спускаемого аппарата в марсианской атмосфере. Исследования продолжатся в этом году.